數據驅動的室內場景設計與建模

《數據驅動的室內場景設計與建模》是依託中國科學技術大學，由陳雪錦擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：數據驅動的室內場景設計與建模
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳雪錦
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

室內場景的計算機輔助設計廣泛套用於建築、家居設計、家具製造等行業。低價深度相機的發展和網路三維模型資源的豐富，為室內場景設計技術帶來了新的契機。數據驅動的室內場景設計是近年來的一個研究熱點。然而，現有的室內場景相關技術都局限在特定的建模問題，不適於室內設計。其根本原因在於室內設計過程包含了眾多藝術性的、不同內容的一系列設計原則，尚無一種適用於設計過程的通用表達。本課題嘗試從一個完整的室內設計角度，研究一種包含室內場景幾何、布局、外觀的室內設計的通用表達方法。充分挖掘大數據中所蘊含的潛在信息，確定室內設計通用表達的量化模型。主要研究內容包括：研究室內設計原則的表達，研究在大數據中總體設計模型的高效學習算法，研究在不同條件下的自適應場景設計算法。本課題預期完成一個有效的互動室內設計系統，在室內場景計算機輔助設計方法的理論上有所突破，在室內場景建模技術上有所創新，為其理論化和實用化奠定基礎。

結題摘要

項目圍繞著數據驅動的室內場景的的設計和建模，研究了室內場景布局設計相關的設計表達和合成方法，主要包括室內場景物體關係的表達，總體設計模型的高效學習和最佳化方法，以及不同條件下的場景布局和幾何結構設計算法。並在原計畫研究內容的基礎上，結合了最新的深度學習的技術方法，實現了從圖像、草圖、點雲等多模態數據中有效的信息提取和融合。在靜態布局方面，研究了室內場景中家具物體間的空間關係表達和提取方法，設計了綜合物體空間關係和居住活動路徑的場景布局目標函式，提出了一種高效實時的最佳化方法，滿足用戶的互動設計和編輯的需要。在動態布局的結構分析和設計方面，對可摺疊家具和物體中的各種關節結構進行幾何分析，研究了在離散-連續的混合高維空間中的最佳化方法，建立了拓撲構建-幾何最佳化的統一框架，實現了多類可變形幾何結構的自動生成。而為了更充分地挖掘室內場景中的物體上下文信息，我們研究了以圖像、草圖、點云為輔助輸入的場景布局和物體幾何信息提取技術，為普通用戶提供了更加豐富的設計手段。 與本項目相關的研究工作在IEEE TVCG、Graphical Models、Computer-Aided Geometric Design等國際期刊和會議上發表論文14篇，申請專利4項，培養博士生一名、碩士生7名。