《基於外部空間表示的三維複雜互動場景合成方法研究》是依託西安交通大學，由趙璽擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於外部空間表示的三維複雜互動場景合成方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙璽
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
三維場景合成是計算機圖形學中一個引人關注的新興研究領域。如何合成高質量且包含複雜互動的場景是該領域中迫切需要解決且極富挑戰性的課題。本項目擬針對複雜互動場景的合成展開研究，旨在設計一個可以根據輸入場景和模型來自動產生新場景的算法。本項目將以場景空間關係表示為基礎，結合現有的場景合成技術，針對場景的表示和新場景的生成兩個方面來設計合成算法。首先，通過提取基於外部空間表示的互動特徵來計算輸入場景的模板。然後使用場景模板來約束新場景中模型之間的空間位置關係，通過模板與模型的匹配來生成新的場景。本項目的研究成果不僅可以實現三維複雜互動場景的合成，對目前發展較為初級的複雜互動場景的研究做出重要的補充和促進，而且可以作為一種通用的場景分析和合成方法，用於機器人救災、體感遊戲等現實或虛擬現實場景，而其更大價值在於提出了外部空間分析理論，該理論可以為三維數據的表示和處理提供新的研究思路。
結題摘要
近年來，隨著三維數據採集設備的發展，三維場景數據大量增長，如何在已有數據的基礎上，生成更高質量的三維內容，成為受人關注的研究問題。與已有工作相比，本項目的獨特之處是針對場景中的複雜互動進行深入研究，並在此基礎上提出了三維場景中複雜互動的表示、分析和合成方法。在複雜互動的表示和分析方面，提出了一種基於空間關係構建三維場景層次結構的方法，並提出一種提取三維場景重複單元的方法，通過這兩種方法可以為三維場景構建更加穩定和精確的層次表示；另外，我們提出一種人與物體的互動運動的表示和檢索方法，這種方法可以更精確地對互動運動進行量化比較，在分類和檢索任務中都有比已有方法更好的表現。在複雜互動的合成方面，提出一種基於模板的複雜互動合成方法，這種方法可以由少量的場景生成大量多樣化的新場景；針對生成速度較慢這一問題，進一步提出一種基於深度神經網路的合成方法，這種方法對已有場景中的空間關係進行學習，可以更快速地生成場景。綜上所述，本項目以互動表示為核心，系統地研究了場景合成的多個步驟所面臨的問題，提出一系列互動相關的場景分析及合成方法，驗證了項目申請書中提出的外部空間理論的可行性和有效性，為三維場景的研究開闢了新的分支、提供了新的思路和理論依據。
