基於高性能計算的三維服裝真實感模型研究

《基於高性能計算的三維服裝真實感模型研究》是依託中山大學，由周凡擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於高性能計算的三維服裝真實感模型研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周凡
• 依託單位：中山大學

中文摘要

構建具有真實感的三維服裝處理模型一直是國內外研究的熱點。近年來，隨著對三維服裝模型在處理精度、建模效率及符合人體生理特徵變化等方面要求的不斷提出，三維服裝模型處理的數據量越來越大，同時，用於真實感服裝建模的數據類型也呈現出結構複雜、多源多態等特徵。如何建立起能夠有效處理大規模、複雜、多源數據的三維服裝真實感處理模型，成為當前一個熱點的研究問題。本項目將複雜多源數據的三維服裝真實感建模與高性能計算處理平台結合起來，採用分散式建模的方法建立服裝動力仿真計算模型以及多模態多層次特徵數據源的關聯模型；通過動力仿真模型和數據融和關聯模型建立三維服裝真實感計算模型；最後，在高性能計算平台上實現三維服裝的真實感建模及可視化。本項目將在廣州超級計算中心高性能計算平台上進行實際驗證和套用，其研究成果對在高性能計算平台上進行大規模複雜數據的三維服裝真實感建模將起到理論和實際套用的指導作用。

結題摘要

真實感三維服裝仿真模型一直是國內外研究的熱點。在仿真過程中，對三維服裝模型在處理精度、建模效率及符合人體生理特徵變化等方面要求比較高，涉及到的三維服裝模型處理的數據量也越來越大，用於真實感服裝建模的數據類型也呈現出結構複雜、多源多態等特徵。本項目針對多源數據仿真關聯模型以及多維數據可視化處理的特點，建立了多模態多層次特徵的多源數據仿真關聯模型（科學實驗的數據、科學測量的數據、紋理數據，變形細節數據以及動態變形數據），在邏輯上和物理上能夠支持對分散式處理的物理仿真，幾何變形，紋理描述和動態變化各個環節提供多源的數據結構，其仿真數據的關聯模型也對三維服裝仿真計算的數據進行多維可視化處理提供科學的數據流。 在課題的研究中，針對大規模和多源數據處理的物理仿真計算模型的建立，主要是面向三維服裝真實感建模和仿真過程中，在處理精度、建模效率以及個性化要求方面的和數值計算問題進行研究。為此，將複雜的數據模型有效的表示在仿真計算中，利用參數化方法，建立適應與仿真處理中的幾何處理過程、動力數值仿真計算過程以及真實感處理中諸如紋理細節處理的建統一的數據表示模型，實現集成化的三維服裝建模仿真處理模型。為了能夠靈活的表示三維服裝的幾何模型，本項目提出了一種簡單的直接各向異性四邊形主導的格線重建方法，由於該方法不需要對模型進行參數化處理，根據模型頂點的主曲率向量場直接對格線模型進行重構來實現對原格線模型進行重採樣，在效率和效果上取得了比較好的均衡，這種方法更適合與三維服裝仿真中的套用需求。在幾何紋理處理方面，提出了基於織物圖像幾何參數識別及三維織物參數化建模方法，使得織物的建模過程變得簡單，同時也更適合三維織物真實感的處理過程。在服裝多層處理以及參數化紋理映射算法方面，也提出了解決辦法並進行了驗證。本項目的研究成果，能夠支持人們對服裝的全方位需求，進一步探討將三維服裝真實感處理與服裝功能性特徵相結合。