目錄
“新一代人工智能理論、技術(shù)及應(yīng)用叢書”序
前言
第1章虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)介紹1
1.1虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)簡(jiǎn)介1
1.1.1虛擬現(xiàn)實(shí)2
1.1.2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)2
1.1.3混合現(xiàn)實(shí)3
1.2虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展歷史4
1.3虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展趨勢(shì)6
1.4虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域7
1.4.1游戲領(lǐng)域7
1.4.2教育領(lǐng)域8
1.4.3交通領(lǐng)域8
1.4.4工業(yè)領(lǐng)域9
1.5虛擬現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)建模9
1.6本章小結(jié)10
參考文獻(xiàn)10
第2章基于單張圖片的廣義柱形物體BLCS結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建11
2.1輪廓提取11
2.1.1前背景分割11
2.1.2多輪廓的提取和分離12
2.2輪廓對(duì)稱軸提取和擬合13
2.2.1對(duì)稱軸提取的方法13
2.2.2多項(xiàng)式曲線擬合16
2.3BLCS結(jié)構(gòu)模型17
2.4創(chuàng)建BLCS結(jié)構(gòu)19
2.4.1基結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建19
2.4.2邊結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建22
2.4.3帽結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建23
2.4.4點(diǎn)對(duì)的創(chuàng)建24
2.4.5層結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建26
2.5本章小結(jié)27
參考文獻(xiàn)28
第3章基于單張圖片的廣義柱形物體三維建模技術(shù)研究29
3.1曲線變形29
3.2相鄰層間的建模技術(shù)31
3.2.1相鄰層31
3.2.2相鄰層間建模32
3.3模型貼圖處理35
3.3.1圖像處理35
3.3.2紋理圖案合成36
3.4多格式模型文件的輸出37
3.5本章小結(jié)37
參考文獻(xiàn)38
第4章基于單張圖片的廣義柱形物體三維建模技術(shù)的應(yīng)用39
4.1應(yīng)用介紹39
4.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境40
4.3應(yīng)用場(chǎng)景40
4.3.1產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)和展示40
4.3.2數(shù)字文物和3D打印41
4.3.3增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用42
4.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果43
4.5本章小結(jié)44
參考文獻(xiàn)44
第5章基于單幅圖像的室內(nèi)場(chǎng)景三維重建45
5.1研究?jī)?nèi)容簡(jiǎn)介45
5.2相關(guān)工作46
5.2.1室內(nèi)內(nèi)容分析46
5.2.2支撐關(guān)系推理47
5.2.3單視場(chǎng)景建模47
5.3概覽48
5.4非關(guān)系語(yǔ)義分析49
5.4.1二維布局估計(jì)49
5.4.2場(chǎng)景分割49
5.4.3模型檢索50
5.5關(guān)系推理50
5.6全局場(chǎng)景優(yōu)化52
5.6.1場(chǎng)景初始化52
5.6.2內(nèi)容精煉55
5.7實(shí)驗(yàn)和分析57
5.7.1性能分析58
5.7.2定性評(píng)價(jià)58
5.7.3定量評(píng)價(jià)59
5.7.4討論62
5.8本章小結(jié)63
參考文獻(xiàn)63
第6章基于稀疏柔性傳感器的三維人體體形重建65
6.1研究背景與動(dòng)機(jī)65
6.1.1帶柔性傳感器的智能服裝65
6.1.2人體體形重建66
6.2方法概述67
6.2.1硬件開(kāi)發(fā)68
6.2.2人體重建71
6.3結(jié)果分析74
6.3.1實(shí)現(xiàn)和性能74
6.3.2從傳感器信號(hào)到長(zhǎng)度的映射74
6.3.3用戶實(shí)驗(yàn)1：定量和定性評(píng)估75
6.3.4用戶實(shí)驗(yàn)2：多次穿脫一致性77
6.3.5用戶實(shí)驗(yàn)3：長(zhǎng)期可穿戴性78
6.3.6動(dòng)態(tài)捕捉呼吸80
6.3.7生產(chǎn)成本80
6.3.8局限性81
6.4本章小結(jié)81
參考文獻(xiàn)82
第7章基于最剛性方法的動(dòng)態(tài)網(wǎng)格的中軸網(wǎng)格提取方法84
7.1引言84
7.2算法流程85
7.3計(jì)算參考幀中軸86
7.4中軸體積圖元與曲面點(diǎn)的對(duì)應(yīng)性計(jì)算88
7.5基于最剛性方法的中軸網(wǎng)格變形92
7.6結(jié)果與分析99
7.6.1結(jié)果與比較99
7.6.2算法局限108
7.7本章小結(jié)109
參考文獻(xiàn)109
第8章基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的稀疏點(diǎn)云的中軸球預(yù)測(cè)111
8.1引言111
8.2點(diǎn)云中軸球預(yù)測(cè)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)112
8.3損失函數(shù)的定義113
8.4預(yù)測(cè)球優(yōu)化113
8.4.1球邊界策略114
8.4.2法向優(yōu)化策略114
8.5準(zhǔn)備數(shù)據(jù)集115
8.6預(yù)測(cè)結(jié)果與分析117
8.6.1在測(cè)試集的結(jié)果117
8.6.2在噪聲點(diǎn)云中的結(jié)果118
8.7本章小結(jié)122
參考文獻(xiàn)123
第9章稀疏點(diǎn)云的中軸網(wǎng)格構(gòu)建方法與應(yīng)用124
9.1引言124
9.2構(gòu)建中軸網(wǎng)格連接性124
9.2.1初始連接性的構(gòu)建125
9.2.2邊剔除的規(guī)則125
9.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對(duì)比126
9.4稀疏點(diǎn)云中軸在形狀分類中的應(yīng)用134
9.5本章小結(jié)137
參考文獻(xiàn)137
第10章剛體仿真中基于中軸變換的連續(xù)碰撞檢測(cè)139
10.1引言139
10.2中軸網(wǎng)格表示141
10.3基于中軸網(wǎng)格的連續(xù)碰撞檢測(cè)142
10.3.1連續(xù)碰撞檢測(cè)142
10.3.2中軸圖元對(duì)的基元測(cè)試143
10.3.3首次碰撞時(shí)間144
10.3.4迭代終止條件146
10.3.5碰撞響應(yīng)147
10.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果147
10.4.1連續(xù)碰撞檢測(cè)的準(zhǔn)確性149
10.4.2與層次包圍結(jié)構(gòu)對(duì)比151
10.4.3與凸包對(duì)比152
10.4.4不同質(zhì)量的中軸變換對(duì)比152
10.5本章小結(jié)154
參考文獻(xiàn)154
第11章中軸驅(qū)動(dòng)的皮膚變形方法研究156
11.1隱式曲面概述156
11.1.1隱式曲面的定義156
11.1.2與顯式曲面的區(qū)別157
11.1.3支撐半徑157
11.1.4組合算子158
11.2方法總覽159
11.2.1隱式皮膚變形方法159
11.2.2計(jì)算流程159
11.2.3技術(shù)貢獻(xiàn)160
11.3中軸網(wǎng)格的隱式曲面161
11.3.1距離場(chǎng)定義161
11.3.2全局隱式曲面構(gòu)建165
11.3.3參數(shù)坐標(biāo)166
11.4中軸網(wǎng)格的“最剛性”變形167
11.5模型網(wǎng)格變形169
11.5.1等勢(shì)面投射169
11.5.2切向松弛170
11.5.3全局體積保存171
11.6實(shí)驗(yàn)結(jié)果172
11.6.1實(shí)現(xiàn)環(huán)境172
11.6.2全局體積保存實(shí)驗(yàn)172
11.6.3特征保存實(shí)驗(yàn)173
11.6.4彎曲和扭曲實(shí)驗(yàn)173
11.6.5其他變形結(jié)果展示174
11.7本章小結(jié)176
參考文獻(xiàn)176
第12章中軸驅(qū)動(dòng)的彈性體變形方法研究178
12.1基于中軸的三維模型彈性模擬框架概述178
12.1.1相關(guān)工作介紹178
12.1.2框架的設(shè)計(jì)原理和目標(biāo)179
12.1.3技術(shù)貢獻(xiàn)181
12.2基于中軸網(wǎng)格的模型簡(jiǎn)化182
12.2.1仿射控制點(diǎn)182
12.2.2非線性控制點(diǎn)182
12.2.3控制點(diǎn)的放置183
12.2.4子空間的映射變換184
12.3半簡(jiǎn)化的投影動(dòng)態(tài)法185
12.3.1投影動(dòng)態(tài)法概述185
12.3.2全簡(jiǎn)化和半簡(jiǎn)化的分析和比較187
12.3.3全局計(jì)算的簡(jiǎn)化189
12.4中軸球半徑的調(diào)整與更新189
12.4.1中軸球半徑的調(diào)整189
12.4.2基于位移的半徑更新策略190
12.4.3基于變形的半徑更新策略192
12.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果194
12.5.1與全簡(jiǎn)化的投影動(dòng)態(tài)法比較實(shí)驗(yàn)194
12.5.2與子結(jié)構(gòu)變形方法比較實(shí)驗(yàn)196
12.5.3不同彈性材料模擬實(shí)驗(yàn)196
12.5.4壓縮變形實(shí)驗(yàn)197
12.6本章小結(jié)198
參考文獻(xiàn)198
第13章中軸驅(qū)動(dòng)的碰撞檢測(cè)方法研究200
13.1基于中軸網(wǎng)格的高層碰撞剔除200
13.1.1中軸錐之間的相交測(cè)試200
13.1.2相交最深點(diǎn)計(jì)算202
13.1.3不同類型體積圖元間的碰撞剔除204
13.1.4空間點(diǎn)到體積圖元的最近球205
13.1.5實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)205
13.2低層碰撞檢測(cè)與響應(yīng)206
13.2.1潛在碰撞三角形對(duì)列表生成206
13.2.2碰撞響應(yīng)206
13.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果207
13.3.1與層次包圍盒方法比較實(shí)驗(yàn)208
13.3.2不同分辨率的中軸網(wǎng)格比較實(shí)驗(yàn)210
13.3.3其他高分辨率模型的碰撞變形實(shí)驗(yàn)211
13.4本章小結(jié)213
參考文獻(xiàn)213