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用容積來繪製動畫和電腦輔助設計圖可以解決圖形問題

體積對映技術或解決動畫和電腦輔助設計中的圖形問題 背景 現今的電腦圖形和電腦輔助設計(CAD)都使用三維(3D)物體的外表面輪廓表示法來建模。為了使儲存和操作 3D 物體更有效率,電腦模擬的這種技術僅能模擬三維物體的外部輪廓,缺乏物體內部的質量和形狀資訊。這種模擬方法在處理某些細節方面,例如對於 .... (往下繼續閱讀)

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文章目錄

用容積來繪製動畫和電腦輔助設計圖可以解決圖形問題

體積對映技術或解決動畫和電腦輔助設計中的圖形問題

背景

現今的電腦圖形和電腦輔助設計(CAD)都使用三維(3D)物體的外表面輪廓表示法來建模。為了使儲存和操作 3D 物體更有效率,電腦模擬的這種技術僅能模擬三維物體的外部輪廓,缺乏物體內部的質量和形狀資訊。這種模擬方法在處理某些細節方面,例如對於動畫人物的手指的彎曲,無法呈現出內部骨骼、肌腱和肌肉的變化,類似於進行彎曲操作會帶來橡膠手套幫助形變問題。 尤其在發展 3D 物體形狀對映演算法時,這種差異更是難以調整。

解決方法

麻省理工學院的研究人員開發了一種新的方法,它能夠將 3D 物體的體積區域進行抽象表示並以體積對映的形式來實現 3D 物體之間的相互對映。他們的技術利用了角落哪個四面體的移動與拉伸的決策,將與目標形狀對齊的源形狀的四面體角落移動和拉伸來實現對齊。由於這種方法包含體積訊息,該技術更能夠模擬物體的內部形態細節,避免了基於表面的對映時出現的錯角和倒置問題。這項技術的成果為:「將圖形對映從表面切換到體積形態,可使軟膠手套完全覆蓋整個手部,我們的方法將幾何對映更接近物理實境。」

應用

這種技術可用於許多圖形應用中,例如將動畫 3D 角色的運動轉移到新的 3D 模型或掃描中。同樣的演算法可以從一份 3D 圖形資料復制紋理、注釋和物理屬性到另一個目標物體中,應用不僅限於視覺計算中,在計算制造和工程領域也有其應用。研究人員還希望將該方法擴充套件到醫學應用,將 MRI 資料與形狀資料結合使用,以幫助醫學影象的成像和分析。

建議

此技術的提出是對現今電腦科技上的嶄新突破。這項新技術對工業界、教育界和醫學界等有很大的潛在貢獻。預計其技術應用將廣泛應用於遊戲、動畫、工程和醫療等領域。同時應加固對多方面的研究,以提升技術的成熟度和實用性。而將來將會有更多學者投入到該技術的應用與研究開發中,進一步探索衛生、貿易等可應用的領域。

編輯點評

體積對映即是在動畫製作電腦輔助設計合成技術上,克服了表面表示與形狀變化之間的嚴重運算問題,過程極其繁瑣,需要耗費大量時間體力,研究新的建築物、工業機器設計、手術器械研究開發和真實軍事模擬等復雜的 3D 物體對映問題上尤為顯著。它的出現深化了 3D 物體表示方法,是動畫和 CAD 業界向前發展的重要一步,為讓訊息時代的科技取得新的突破,爲實體經濟發展作出巨大的貢獻。
Vectorgraphics-3D 建模,動畫製作,電腦輔助設計,圖形處理
程宇肖

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大家好!我是程宇肖,我對於科技的發展和應用有著濃厚的興趣,並致力於將最新的科技趨勢和創新帶給大家。科技領域的變化速度驚人,每天都有令人興奮的新發現和突破。作為一名部落格作者,我將帶領大家深入探索科技的奧秘和應用的無限可能。