长期以来,模型变形一直是计算机图形学领域的热点内容,与工程仿真中严格的力学变形不同,计算机图形学中模型变形普遍要求响应速度和逼真度的均衡,如何在满足实时要求的前提下实现尽可能逼真的变形效果是研究的最终目的。
模型表示的选择对变形方法至关重要,模型表示的不同对变形计算速度、变形结果真实性都有重要的影响。静态模型表示方法的分类如图2-3所示。
根据所描述的目标物体的类别可分为二维图像、三维表面模型、三维实体模型和过程模型,在计算机图形学领域中,二维图像和三维表面模型是最常使用的模型,三维表面模型有多边形、参数化曲线曲面和内隐方程表面等几种表示方法,而多边形表示法又是最常用的。Cretu[33]提供了一个3D物体建模方法的总结,讨论了各种建模方法的优劣及其建模结果的质量。Collins[34]总结了角色动画中所使用的模型及变形方法,对多边形表示、参数表面、内隐表面及其各种变形方法均做了较详细的讨论。Casale[35]和Gibson[36]分别对实体模型和可变形物体的建模方法进行了总结。
合理逼真的变形结果和快速高效的变形计算是变形系统追求的目标,一个优秀的变形系统允许用户只用简单的操作即可得到逼真的变形结果,为此国内外学者进行了大量研究,提出了大量变形方法。变形方法按目标对象可分为二维图像变形和三维模型变形;按变形技术可以分为Morphing变形[12]、FFD自由体变形[13]、基于骨骼的变形[14]和基于物理的变形。其中二维图像变形一般使用Mor-phing或FFD变形,2005年Igarashi[15]使用几何网格覆盖图像,通过网格变形实现图像变形,使用图形的方法解决图像的问题;三维模型变形一般使用Mor-phing、FFD和基于骨骼的变形方法,近年来细节保持的变形方法已成为主流,它将模型分离为基础模型和细节模型,然后分别进行处理,可以保持模型表面的高频细节。(www.xing528.com)
图2-3 静态模型表示方法的分类图
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