《基於幾何理解的互動式實例建模技術研究》是依託南京大學，由孫正興擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於幾何理解的互動式實例建模技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孫正興
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目從模型結構的幾何理解方法、結構建模的草繪互動方式和語義驅動的模型演變機制等三個主要方面，探索基於幾何理解的互動式實例建模技術及方法，以支持數字幾何模型的創作性重用。擬採用廣義變粒度幾何結構單元定義及其自適應擬合機制來實現模型結構的語義化幾何理解；採取內容敏感的視角選擇和線繪製與筆畫匹配的決策最佳化相結合策略來增強結構建模過程的互動可控性；運用層次化結構特徵組合最佳化與約束傳播機制來支持模型演變過程的特徵保持及其對複雜模型結構的適應性；進而,建立相對完整的實例建模方法體系並構建面向三維動漫遊戲模型創作與資源重用服務套用平台。項目成果將不僅能滿足工業造型、數字娛樂等數字設計領域中設計模式及其資源重用的需求，而且可拓寬數字幾何處理語義化生成與套用發展方向的研究思路和技術途徑。
結題摘要
本項目順應新工業革命“大眾創造”的發展趨勢，以支持大眾化創意建模方法和軟體技術為研究目標，對基於幾何理解的互動式實例建模技術進行了系統而深入的探索，通過將數字幾何模型的分類組織、語義化分析和結構演變進行有機結合，利用實例的編輯、變異、替換和組合等多種模式實現新三維模型的構造。項目所取得的成果涵蓋以三維內容輔助創作為套用切入點的數字幾何語義化分析、草繪互動以及實例化生成等三大方面：一是針對數字幾何模型的內容標註和部件提取，採用線上學習、增量更新和用戶驅動等技術實現了三維模型集的漸進式分割和疊代式分類，解決了模型語義化分析方法的模型集更新和用戶互動指導問題。二是針對面向幾何建模的草繪互動，提出了基於線上度量學習的草圖示注和基於人工免疫的草圖數據集擴展方法，提高了草圖內容識別的性能；同時，提出了基於類別判別性和粒子群最佳化的視角選擇、基於條件隨機場的特徵線提取及決策最佳化的特徵線匹配等方法，解決了實例建模中用戶驅動的信息呈現和互動體驗等問題。三是研究了涵蓋單個模型到大規模場景的實例化生成技術，提出了基於重複結構發現和最大期望最佳化的模型合成、結合圖像指導和模型驅動的場景生成以及結合三維掃描、LED標記跟蹤和雷射測距的三維重建方法，解決了數字幾何模型的變粒度實例結構組合生成、複雜結構約束傳播、高維空間最佳化和物理對象的數位化重構等問題。項目根據已有技術成果，構建了完整的基於幾何理解的互動式實例建模技術和方法體系，並設計開發了相應的實例建模自助式平台與軟體工具，在創意建模、工業生產、城市規劃等多個領域相關模型創作的實驗驗證了系統的有效性。
