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基于加权平均法线的三维物体自然交互变形技术
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更新于2024-09-07
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“面向自然交互的三维物体变形技术研究 .pdf” 这篇论文主要探讨了自然交互在人机交互领域中的重要性以及如何通过三维物体变形技术提升交互体验。自然交互是未来人机交互的一个重要发展方向,它追求的是使用户与计算机系统之间的交流变得更加直观和自然,如同人与人之间的交流一样。在虚拟环境中,三维物体的变形仿真能够极大地增强用户的沉浸感和互动性。 论文中提到了一种基于加权平均法线的三维物体变形算法。在现有的三维物体变形方法分析基础上,该算法利用了三维物体表面的三角形网格结构。加权平均法线是指通过计算每个顶点周围邻接面的法线,并赋予不同的权重来确定该顶点的变形方向。这种方法可以更精确地模拟物体在受力时的形状变化,从而提供更为真实和流畅的变形效果。 作者团队包括侯文军、郭亚松、李铁萌和廖启征,他们在虚拟现实、人机交互以及相关领域有着深入的研究。论文由高等学校博士学科点专项科研基金和国家自然科学基金支持。通过对具体实例的验证,该算法被证明不仅易于实现,而且能实现高质量的三维物体变形效果。 关键词涵盖了自然交互、三维物体、加权平均法线和变形技术,这表明论文的核心内容集中在如何利用先进的数学方法来改善虚拟环境中的用户交互体验。中图分类号未给出,但根据论文主题,可以推测它可能归类在计算机科学或人机工程学的相关分类下。 这篇论文对自然交互下的三维物体变形技术进行了深入研究,提出了一种有效且具有实际应用价值的算法,对于提升虚拟现实环境中的交互体验具有重要意义。
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中国科技论文在线
面向自然交互的三维物体变形技术研究
#
侯文军
1,3
,郭亚松
2
,李铁萌
3
,廖启征
2*
基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金(20110005110015);国家自然科学基金(61303162)
作者简介:侯文军(1963.10-),女,教授,主要研究方向:虚拟现实、人机交互. E-mail: hou1505@163.com
(1. 北京邮电大学数字媒体与设计艺术学院,北京 100876;
2. 北京邮电大学自动化学院,北京 100876; 5
3. 网络系统与网络文化北京市重点实验室,北京 100876)
摘要:自然交互是人机交互发展的必然趋势,而虚拟环境中三维物体变形的仿真能够给人带
来更加和谐友好的交互体验。本文在分析已有的三维物体变形方法之后提出一种基于加权
平均法线的三维物体变形算法,该算法是利用三维物体的三角形网格的加权平均法线来确
定网格顶点的变形方向从而实现对三维物体变形的仿真。经实例验证,该算法简单易实现10
且有良好的变形效果。
关键词:自然交互;三维物体;加权平均法线;变形
中图分类号:请查阅《中国图书馆分类法》
Research on the deformation technology of 3D object for 15
natural interaction
HOU Wenjun
1,3
, GUO Yasong
2
, LI Tiemeng
3
, LIAO Qizheng
2
(1. Digital Media &Design Art, Beijing University of Posts & Telecommunications, Beijing
100876;
2. Automation School,Beijing University of Posts & Telecommunications, Beijing 100876; 20
3. Network System & Network Culture Key Labratory of Beijing, Beijing 100876)
Abstract: Natural interaction is the inevitable trend of the development of human-computer
interaction. The simulation of 3D object deformation in the virtual environment can bring more
harmonious and friendly interactive experience to human. In this paper, a deformation algorithm
based on weighted average normal for 3D object is proposed after the analysis of the existing 3D 25
object deformation method. The algorithm is based on the weighted average normal of the
triangular mesh of 3D object to determine the deformation direction of the mesh vertices and then
simulate the deformation of 3D object. The result of the example shows that the algorithm is
simple and easy to implement and has good effect of deformation.
Key words:
natural interaction; 3D object; weighted average normal; deformation 30
0 引言
随着计算机技术与图形学技术的快速发展,人们对于人机交互过程中的体验感受也要求
越来越高,传统的人机交互方式已不能满足人们的需求,因此更加自然的交互方式是人机交
互发展的必然趋势。 35
在自然交互中,对于虚拟环境中三维物体变形的仿真能够给人带来更加和谐友好的交互
体验,因此三维物体的变形技术成为研究的热点。目前三维物体的变形技术主要分为四类:
自由变形技术(Free-Form Deformation) 、基于骨架驱动的变形技术(Skeleton-driven
Deformation)、基于物理的变形技术(Physics-based Deformation)和基于网格曲面的变形技术
(Surface-based Deformation)
[1]
。与其他技术相比,基于网格曲面的变形技术可以通过直接操40
作三维物体的网格表面来实现变形。因此基于网格曲面的变形技术更符合自然交互的要求。
所以本文将研究基于网格曲面的变形技术。
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weixin_39840914
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