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摘要
目的基于控制单元的形状编辑效果受各个控制单元对应权重的影响,而计算闭合形式的控制点权重方法难以有效地处理控制骨骼权重。针对3维空间的控制骨骼提出了一种虚拟控制单元插入算法和骨骼关节点标架变换方法,以保持骨骼控制区域的形状,从而得到过渡平滑、形状保持的良好编辑效果。方法选择C2连续的线性权值计算方法,在用户输入相应的控制单元后,根据控制单元的支持度插入满足条件的虚拟控制点,实现了对动画形状平滑高效的编辑。首先采用离散化的方式,近似求解输入形状构成的封闭域中任意两点之间的内部距离,然后进行Voronoi区域分解,初步获得每个控制单元的控制区域。如果控制点的支持度约束不符合要求,则通过插入虚拟控制点的方式进行调整,并根据邻接关系计算实控制点对虚拟控制点的权重实现实控制点对虚拟控制点的控制。由于算法计算权值和编辑更新顶点可以并行,因此引入图形处理器(graphics processing unit,GPU)实行并行化处理。结果实验对比了算法在编辑细节以及对不同网格模型的适应性和编辑效率方面的表现,结果表明本文算法在局部细节处不发生过度形变且保持平滑,对非三角网格和多个封闭区域叠加的网格模型依然适用,且本文算法不需要迭代,又有GPU并行计算,编辑时间显著下降。结论本文算法易于实现,编辑效果过渡平滑,保留细节特征; GPU并行计算极大提高效率,达到实时交互效果。
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