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一种参数化的牙颌有限元自动建模方法

系统仿真学报 2017年第12期29卷 2945-2951,2963页

作者：魏毅朱登明武夷学院数学与计算机学院福建武夷山354300 认知计算与智能信息处理福建省高校重点实验室福建武夷山354300 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190

针对现有牙颌有限元建模方法存在低效和缺乏个性化的缺点,提出一种参数化的牙颌有限元自动建模方法。通过实体造型技术对牙颌初始三维几何模型进行处理,生成牙周膜、牙槽的三维几何模型;根据齿列的配置参数和单元参数对牙颌模型进行网... 详细信息

针对现有牙颌有限元建模方法存在低效和缺乏个性化的缺点,提出一种参数化的牙颌有限元自动建模方法。通过实体造型技术对牙颌初始三维几何模型进行处理,生成牙周膜、牙槽的三维几何模型;根据齿列的配置参数和单元参数对牙颌模型进行网格划分;基于Ansys的参数化程序设计语言,开发了面向牙颌的有限元自动建模系统,并在真实的牙颌数据集上进行了建模实验。实验结果表明该系统能自动高效地生成个性化牙颌系统的有限元模型。

关键词：个性化牙颌系统牙颌实体造型自动有限元建模牙颌功能仿真

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基于运动序列分割的运动捕获数据关键帧提取

计算机辅助设计与图形学学报 2008年第6期20卷 787-792页

作者：朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室

采用线性时不变系统把高维运动数据映射到低维状态空间;在低维状态空间中,定义了姿态之间的相似性度量;并采用误差平方和准则对时序的低维数据点集进行运动分割,分割点上的运动姿态被定义为关键帧.实验结果表明:该算法能够较好地提取出... 详细信息

采用线性时不变系统把高维运动数据映射到低维状态空间;在低维状态空间中,定义了姿态之间的相似性度量;并采用误差平方和准则对时序的低维数据点集进行运动分割,分割点上的运动姿态被定义为关键帧.实验结果表明:该算法能够较好地提取出运动序列中的关键帧,并且这些关键帧能够很好地概括原始运动序列的内容.

关键词：运动捕获数据关键帧线性时不变系统运动分割

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基于动作单元分析的人体动画合成方法研究

计算机研究与发展 2009年第4期46卷 610-617页

作者：朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049

从运动捕获数据中提取出反映人体运动规律的基本动作单元,合成新的人体动画已成为研究热点.但已有动作单元提取方法忽略了运动序列的时序性和不同关节之间的运动相关性.针对该问题,提出了一种新的基本动作单元提取方法,首先,采用PCA方... 详细信息

从运动捕获数据中提取出反映人体运动规律的基本动作单元,合成新的人体动画已成为研究热点.但已有动作单元提取方法忽略了运动序列的时序性和不同关节之间的运动相关性.针对该问题,提出了一种新的基本动作单元提取方法,首先,采用PCA方法对高维人体运动数据进行降维分析,并采用马氏距离平方度量姿态间的相似性;其次,结合动态时间归整方法和误差平方和准则对时序运动序列进行自动切分和标注;最后,建立不同动作单元之间的概率转移模型构建运动图,并根据约束条件合成新的逼真人体动画.

关键词：人体动画运动捕获动作单元运动分割运动合成

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基于纹理的多分辨率流场可视化算法

计算机研究与发展 2015年第8期52卷 1910-1920页

作者：鲁大营朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京100190 中国科学院大学北京100190 山东师范大学传媒学院济南250014

当流场分辨率与屏幕分辨率不一致时,传统的多分辨率纹理绘制算法容易产生纹理走样与细节缺乏问题,为此提出一种基于纹理的自适应多分辨率流场可视化算法.通过定义平流体作为流场的中介表示,准确地跟踪粒子路径.考虑到纹理特征的稳定性,... 详细信息

当流场分辨率与屏幕分辨率不一致时,传统的多分辨率纹理绘制算法容易产生纹理走样与细节缺乏问题,为此提出一种基于纹理的自适应多分辨率流场可视化算法.通过定义平流体作为流场的中介表示,准确地跟踪粒子路径.考虑到纹理特征的稳定性,利用纹理空间到平流体空间的映射来执行纹理卷积计算.最后,基于mip-mapping技术自适应地选择合适分辨率的平流体,并对噪声纹理频率进行缩放控制.算法的精确度根据粒子平流位置的累积误差进行客观评价,结合人的视觉感知来测试主观选择与客观评价的一致性.实验结果表明,所提出的算法既能保持较高的精确性,又能完成更高质量的绘制.

关键词：多分辨率流场可视化平流体纹理映射纹理平流

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流场可视化的最优视点选择方法

计算机辅助设计与图形学学报 2017年第12期29卷 2281-2287页

作者：鲁大营朱登明王兆其曲阜师范大学软件学院曲阜273165 中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京100190

针对流场可视化当前视点下存在的遮挡与可能面临的非交互式环境的问题,提出一种最优视点选择方法.首先,根据当前视点下的流场行为和结构信息及可视投影的图像质量,利用信息理论概念进行最优视点综合性度量;其次,应用可视成像的相关性对... 详细信息

针对流场可视化当前视点下存在的遮挡与可能面临的非交互式环境的问题,提出一种最优视点选择方法.首先,根据当前视点下的流场行为和结构信息及可视投影的图像质量,利用信息理论概念进行最优视点综合性度量;其次,应用可视成像的相关性对视点间的相似性评估,以决定两视点间的最小重叠;最后,结合K均值聚类方法将相似视点归为一类,每一类中视点熵值最高的视点作为最具代表性的视点.应用各种流场数据集进行可视化最佳视点选择实验,给出了视点选择效果图、与其他方法的最优视点效果对比图以及选择过程的计算时间.实验结果表明,该方法能够自动、有效地进行最优视点选择.

关键词：纹理可视化视点选择流场结构信息熵

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三维流场的流线提取算法

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第5期25卷 666-673页

作者：鲁大营朱登明王兆其中国科学院计算技术研究所虚拟现实实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

为了有效地解决三维流场可视化中由于播种流线所产生的众所周知的遮挡和杂乱问题,呈现出清晰的流场模式与流场的重要特征,提出一种基于迭代最邻近点(ICP)与K均值聚类的流线提取算法.首先利用ICP算法实现流线间轮廓特征上的配准,并根据... 详细信息

为了有效地解决三维流场可视化中由于播种流线所产生的众所周知的遮挡和杂乱问题,呈现出清晰的流场模式与流场的重要特征,提出一种基于迭代最邻近点(ICP)与K均值聚类的流线提取算法.首先利用ICP算法实现流线间轮廓特征上的配准,并根据几何相似性进行排序;然后利用K均值聚类算法对流线分组;最后根据用户指定密度约简多余相似性流线,并以此结果重构矢量场来评价文中算法的精确度.将文中算法应用到多个数据集进行实验并与已有的流线分布的最新算法进行比较,结果表明,该算法能更有效地反映流场的关键特性,大大提高了三维流场数据集的可读性.

关键词：流场可视化流线分布聚类迭代最邻近点遮挡

基于Level-Set的火焰动画生成方法研究

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计算机研究与发展 2010年第11期47卷 1849-1856页

作者：洪义王兆其朱登明邱显杰中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室北京100190 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100190

火焰动画在影视、动漫、游戏等领域有着广泛的应用,而逼真模拟细节丰富的多形态火焰动画一直是图形学研究领域的难点.以Level-Set曲面变形为基础,提出了将目标形态、路径约束和燃烧传播相结合的火焰蓝芯曲面演化模型,以此模拟沿路径的... 详细信息

火焰动画在影视、动漫、游戏等领域有着广泛的应用,而逼真模拟细节丰富的多形态火焰动画一直是图形学研究领域的难点.以Level-Set曲面变形为基础,提出了将目标形态、路径约束和燃烧传播相结合的火焰蓝芯曲面演化模型,以此模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物等现象.并针对目前模拟中火焰细节不足的问题,引入修正的MacCormack高阶对流求解器;同时,采用烟密度演化曲线模拟燃烧过程中的烟雾生成,进一步提高火焰真实感.实验结果表明该方法能逼真模拟沿路径的火焰蔓延、移动燃烧物以及其他多形态且细节丰富的火焰动画.

关键词：火焰动画 Level-Set 火焰蔓延移动燃烧物火焰细节

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基于约束轨迹重构的运动编辑

计算机辅助设计与图形学学报 2006年第10期18卷 1613-1618页

作者：刘莉王兆其朱登明夏时洪中国科学院计算技术研究所虚拟现实技术实验室

提出了一种运动数据重用的方法.采用偏移映射技术构建模型末端的位姿约束轨迹,该轨迹较好地保留了原始运动的特征;利用Unscented卡尔曼滤波方法求解约束,可以实时地生成与原始运动相似的新运动.实验结果表明,该方法可以生成满足不同模... 详细信息

提出了一种运动数据重用的方法.采用偏移映射技术构建模型末端的位姿约束轨迹,该轨迹较好地保留了原始运动的特征;利用Unscented卡尔曼滤波方法求解约束,可以实时地生成与原始运动相似的新运动.实验结果表明,该方法可以生成满足不同模型和场景要求的多种运动,扩展了捕获数据的应用范围.

关键词：运动编辑约束轨迹偏移映射卡尔曼滤波

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基于机器人运动控制的空间增强现实方法

高技术通讯 2018年第5期28卷 434-441页

作者：魏毅蒙遥朱登明武夷学院数学与计算机学院武夷山354300 认知计算与智能信息处理福建省高校重点实验室武夷山354300 太仓中科信息技术研究院太仓215400 中国科学院计算技术研究所前瞻研究实验室北京100190

针对投影图像与投影板运动之间不匹配的问题,研究了基于机器人运动控制的空间增强现实方法。首先,建立机器人和投影板的几何模型,并使投影板几何模型能在机器人模型末端的牵引下运动。其次,应用逆向运动学技术,根据设计的投影板运动轨... 详细信息

针对投影图像与投影板运动之间不匹配的问题,研究了基于机器人运动控制的空间增强现实方法。首先,建立机器人和投影板的几何模型,并使投影板几何模型能在机器人模型末端的牵引下运动。其次,应用逆向运动学技术,根据设计的投影板运动轨迹计算机器人关节的运动轨迹,提出一种机器人同步控制方法,使投影板在机器人牵引下的运动轨迹与设计的运动轨迹一致。最后,根据投影板的运动轨迹设计图像内容,并用投影仪将图像投射到运动的投影板上。在由两台机器人、两块投影板和一台投影仪组成的系统上进行了实验,实验结果表明,提出的方法能根据设计的投影板运动轨迹精确地控制投影板的运动,且投影图像与投影板运动之间的匹配程度很好。

关键词：空间增强现实机器人运动控制逆向运动学投影