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http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/61533
標題: | 基於多重網格彈簧系統之變形複 Deformation Transfer based on the Multigrid Mass-Spring Model |
作者: | Yung-Hsiang Yang 楊詠翔 |
指導教授: | 歐陽明(Ming Ouhyoung) |
關鍵字: | 變形複製,彈簧系統,多重網格,拉普拉斯算子,非線性系統優化, deformation transfer,mass-spring,multigrid,Laplacian,nonlinear optimization, |
出版年 : | 2013 |
學位: | 碩士 |
摘要: | 本論文提出了一基於多重網格質量彈簧系統(Multigrid Mass-Spring
System) 之應用的變形複製技術(Deformation Transfer)。根據來源模型 變形的邊長延展比例,將之轉移到目標模型上,藉由改變彈簧靜長度 來模擬目標模型之形變。首先必須要根據變形前後的來源模型以及目 標模型創建出具有一致性的三個質量彈簧系統,意即他們必須要有相 同數量的點,邊,以及相同的拓樸結構。為了要產生一個與來源模型 有相似形變的目標模型,我們創建一個新的質量彈簧系統,其結構也 和來源模型及目標模型一致,接著根據在來源模型上相對應的彈簧的 延展比例,套用在目標模型上面,得到一組新的彈簧靜長度。經過靜 力平衡計算之後,最後可以得到一組質點彈簧系統在靜止狀態的模型。 此外,本論文採用多重網格演算法計算相關的方程式,搭配簡單卻有 效的模型簡化方法以及內插技術,可以有效地減少牛頓逼近法的計算 時間。在某些特定的變形複製例子上,我們的結果比之前的研究更為 自然且正確。我們所提出的多重網格演算法可以廣泛的套用在各種質 量彈簧系統應用上,像是在動畫領域常見的應用質量彈簧系統來模擬 物體的移動與變形,尤其是在模擬粒子、衣物以及紡織物等物體時更 是被大量使用。 This thesis presents a method to do deformation transfer based on the stretchiness of the model. We propose here a technique to achieve deformation by transferring stretchiness ratio between the source meshes to the target mesh. Given a source reference mesh, a source deformed mesh, and a target reference mesh, the objective is to transfer deformation between the source reference mesh and the source deformed mesh onto the target reference mesh and produce a target deformed mesh. Our approach begins by constructing three consistent mass-spring systems for the source and target shape, and setting the length of each rest length of spring to be equivalent to the length of edge in the mesh. To generate a deformed target shape, we create a new mass-spring system consistent with the target reference and set its spring rest lengths by transferring the stretchiness ratio between the rest lengths of source meshes to the target reference mesh. The deformed new shape can be synthesized then by computing the equilibrium state of the new mass-spring system according to Hooke’s Law. We then describe an nonlinear multigrid algorithm for solving relevant equations. Combined with a proper interpolation operator and a simple but effective graph coarsening algorithm, our approach can reduce the solution time for the Newton-Raphson method and still make it stable. Results show that in certain cases, our method is better than previous approaches. |
URI: | http://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/61533 |
全文授權: | 有償授權 |
顯示於系所單位: | 資訊工程學系 |
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