目錄
“新一代人工智能理論、技術及應用叢書”序
前言
第1章虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實介紹1
1.1虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實簡介1
1.1.1虛擬現(xiàn)實2
1.1.2增強現(xiàn)實2
1.1.3混合現(xiàn)實3
1.2虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的發(fā)展歷史4
1.3虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的發(fā)展趨勢6
1.4虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實的應用領域7
1.4.1游戲領域7
1.4.2教育領域8
1.4.3交通領域8
1.4.4工業(yè)領域9
1.5虛擬現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實建模9
1.6本章小結10
參考文獻10
第2章基于單張圖片的廣義柱形物體BLCS結構的創(chuàng)建11
2.1輪廓提取11
2.1.1前背景分割11
2.1.2多輪廓的提取和分離12
2.2輪廓對稱軸提取和擬合13
2.2.1對稱軸提取的方法13
2.2.2多項式曲線擬合16
2.3BLCS結構模型17
2.4創(chuàng)建BLCS結構19
2.4.1基結構的創(chuàng)建19
2.4.2邊結構的創(chuàng)建22
2.4.3帽結構的創(chuàng)建23
2.4.4點對的創(chuàng)建24
2.4.5層結構的創(chuàng)建26
2.5本章小結27
參考文獻28
第3章基于單張圖片的廣義柱形物體三維建模技術研究29
3.1曲線變形29
3.2相鄰層間的建模技術31
3.2.1相鄰層31
3.2.2相鄰層間建模32
3.3模型貼圖處理35
3.3.1圖像處理35
3.3.2紋理圖案合成36
3.4多格式模型文件的輸出37
3.5本章小結37
參考文獻38
第4章基于單張圖片的廣義柱形物體三維建模技術的應用39
4.1應用介紹39
4.2實驗環(huán)境40
4.3應用場景40
4.3.1產(chǎn)品快速設計和展示40
4.3.2數(shù)字文物和3D打印41
4.3.3增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實應用42
4.4實驗結果43
4.5本章小結44
參考文獻44
第5章基于單幅圖像的室內(nèi)場景三維重建45
5.1研究內(nèi)容簡介45
5.2相關工作46
5.2.1室內(nèi)內(nèi)容分析46
5.2.2支撐關系推理47
5.2.3單視場景建模47
5.3概覽48
5.4非關系語義分析49
5.4.1二維布局估計49
5.4.2場景分割49
5.4.3模型檢索50
5.5關系推理50
5.6全局場景優(yōu)化52
5.6.1場景初始化52
5.6.2內(nèi)容精煉55
5.7實驗和分析57
5.7.1性能分析58
5.7.2定性評價58
5.7.3定量評價59
5.7.4討論62
5.8本章小結63
參考文獻63
第6章基于稀疏柔性傳感器的三維人體體形重建65
6.1研究背景與動機65
6.1.1帶柔性傳感器的智能服裝65
6.1.2人體體形重建66
6.2方法概述67
6.2.1硬件開發(fā)68
6.2.2人體重建71
6.3結果分析74
6.3.1實現(xiàn)和性能74
6.3.2從傳感器信號到長度的映射74
6.3.3用戶實驗1：定量和定性評估75
6.3.4用戶實驗2：多次穿脫一致性77
6.3.5用戶實驗3：長期可穿戴性78
6.3.6動態(tài)捕捉呼吸80
6.3.7生產(chǎn)成本80
6.3.8局限性81
6.4本章小結81
參考文獻82
第7章基于最剛性方法的動態(tài)網(wǎng)格的中軸網(wǎng)格提取方法84
7.1引言84
7.2算法流程85
7.3計算參考幀中軸86
7.4中軸體積圖元與曲面點的對應性計算88
7.5基于最剛性方法的中軸網(wǎng)格變形92
7.6結果與分析99
7.6.1結果與比較99
7.6.2算法局限108
7.7本章小結109
參考文獻109
第8章基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的稀疏點云的中軸球預測111
8.1引言111
8.2點云中軸球預測的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡結構112
8.3損失函數(shù)的定義113
8.4預測球優(yōu)化113
8.4.1球邊界策略114
8.4.2法向優(yōu)化策略114
8.5準備數(shù)據(jù)集115
8.6預測結果與分析117
8.6.1在測試集的結果117
8.6.2在噪聲點云中的結果118
8.7本章小結122
參考文獻123
第9章稀疏點云的中軸網(wǎng)格構建方法與應用124
9.1引言124
9.2構建中軸網(wǎng)格連接性124
9.2.1初始連接性的構建125
9.2.2邊剔除的規(guī)則125
9.3實驗結果與對比126
9.4稀疏點云中軸在形狀分類中的應用134
9.5本章小結137
參考文獻137
第10章剛體仿真中基于中軸變換的連續(xù)碰撞檢測139
10.1引言139
10.2中軸網(wǎng)格表示141
10.3基于中軸網(wǎng)格的連續(xù)碰撞檢測142
10.3.1連續(xù)碰撞檢測142
10.3.2中軸圖元對的基元測試143
10.3.3首次碰撞時間144
10.3.4迭代終止條件146
10.3.5碰撞響應147
10.4實驗結果147
10.4.1連續(xù)碰撞檢測的準確性149
10.4.2與層次包圍結構對比151
10.4.3與凸包對比152
10.4.4不同質(zhì)量的中軸變換對比152
10.5本章小結154
參考文獻154
第11章中軸驅(qū)動的皮膚變形方法研究156
11.1隱式曲面概述156
11.1.1隱式曲面的定義156
11.1.2與顯式曲面的區(qū)別157
11.1.3支撐半徑157
11.1.4組合算子158
11.2方法總覽159
11.2.1隱式皮膚變形方法159
11.2.2計算流程159
11.2.3技術貢獻160
11.3中軸網(wǎng)格的隱式曲面161
11.3.1距離場定義161
11.3.2全局隱式曲面構建165
11.3.3參數(shù)坐標166
11.4中軸網(wǎng)格的“最剛性”變形167
11.5模型網(wǎng)格變形169
11.5.1等勢面投射169
11.5.2切向松弛170
11.5.3全局體積保存171
11.6實驗結果172
11.6.1實現(xiàn)環(huán)境172
11.6.2全局體積保存實驗172
11.6.3特征保存實驗173
11.6.4彎曲和扭曲實驗173
11.6.5其他變形結果展示174
11.7本章小結176
參考文獻176
第12章中軸驅(qū)動的彈性體變形方法研究178
12.1基于中軸的三維模型彈性模擬框架概述178
12.1.1相關工作介紹178
12.1.2框架的設計原理和目標179
12.1.3技術貢獻181
12.2基于中軸網(wǎng)格的模型簡化182
12.2.1仿射控制點182
12.2.2非線性控制點182
12.2.3控制點的放置183
12.2.4子空間的映射變換184
12.3半簡化的投影動態(tài)法185
12.3.1投影動態(tài)法概述185
12.3.2全簡化和半簡化的分析和比較187
12.3.3全局計算的簡化189
12.4中軸球半徑的調(diào)整與更新189
12.4.1中軸球半徑的調(diào)整189
12.4.2基于位移的半徑更新策略190
12.4.3基于變形的半徑更新策略192
12.5實驗結果194
12.5.1與全簡化的投影動態(tài)法比較實驗194
12.5.2與子結構變形方法比較實驗196
12.5.3不同彈性材料模擬實驗196
12.5.4壓縮變形實驗197
12.6本章小結198
參考文獻198
第13章中軸驅(qū)動的碰撞檢測方法研究200
13.1基于中軸網(wǎng)格的高層碰撞剔除200
13.1.1中軸錐之間的相交測試200
13.1.2相交最深點計算202
13.1.3不同類型體積圖元間的碰撞剔除204
13.1.4空間點到體積圖元的最近球205
13.1.5實現(xiàn)細節(jié)205
13.2低層碰撞檢測與響應206
13.2.1潛在碰撞三角形對列表生成206
13.2.2碰撞響應206
13.3實驗結果207
13.3.1與層次包圍盒方法比較實驗208
13.3.2不同分辨率的中軸網(wǎng)格比較實驗210
13.3.3其他高分辨率模型的碰撞變形實驗211
13.4本章小結213
參考文獻213