●序
前言
第1章 緒論 1
1.1 三維數字幾何數據的表達方法 1
1.1.1 三角網格表示 2
1.1.2 離散采樣)表示 2
1.2 點采樣模型的計算機生成流程 4
1.2.1 三維數據獲取 4
1.2.2 曲面重建和表示 5
1.2.3 幾何處理和形狀造型 8
1.2.4 基於點的繪制 8
1.3 點采樣模型幾何處理和形狀造型 9
1.3.1 三維掃描數據點的獲取 10
1.3.2 點采樣模型預處理 11
1.3.3 表面屬性分析 13
1.3.4 特征提取 14
1.3.5 曲面簡化和重采樣 15
1.3.6 形狀造型 16
1.3.7 紋理合成 18
1.3.8 點采樣模型的動畫 18
1.4 全書內容組織結構 19
第2章 點采樣模型幾何處理中的基本問題 21
2.1 采樣點鄰域的選取 21
2.1.1 歐氏鄰域 22
2.1.2 K-最近點鄰域 22
2.1.3 投影鄰域 22
2.2 Meanshift鄰域選取 23
2.3 點采樣模型的微分屬性估計 26
2.4 基於能量極小原理的曲率估計 28
2.4.1 的曲率估計 28
2.4.2 基於點雲的曲率估計 30
2.5 基於投影方法的微分屬性估計 31
2.5.1 微分幾何理論 31
2.5.2 主曲率和主方向計算 32
2.5.3 計算法截線的法曲率 33
2.5.4 投影方法 33
2.5.5 實驗結果 34
2.6 本章小結 36
第3章 點采樣模型的參數化方法 38
3.1 三維模型的參數化 38
3.2 點采樣模型的參數化 40
3.3 點采樣模型的調和映射參數化 40
3.3.1 點采樣模型的參數化方法 40
3.3.2 基於調和映射球面中值性質的權因子構造 42
3.3.3 調和映射參數化中權因子的確定 44
3.3.4 實驗結果和討論 44
3.4 基於統計的分片參數化方法 46
3.4.1 多維尺度分析參數化方法 46
3.4.2 實驗結果與討論 47
3.5 本章小結 49
第4章 點采樣模型的分片方法 50
4.1 三維模型的分片概述 50
4.2 三維模型的分片方法 51
4.3 基於聚類的點采樣模型分片方法 52
4.4 基於Level Set的交互式區域分割方法 55
4.4.1 Level Set方法 55
4.4.2 點采樣模型測地線求取和交互式區域分割 56
4.5 本章小結 62
第5章 點采樣模型的光順去噪方法 64
5.1 三維模型的光順去噪 64
5.2 基於平衡曲率流方程的點采樣模型光順算法 65
5.2.1 魯棒的各向異性流 66
5.2.2 保體積流 69
5.2.3 動態平衡曲率流 70
5.2.4 實驗結果與討論 73
5.3 點采樣模型的非局部去噪算法 75
5.3.1 非局部去噪基本原理 75
5.3.2 點采樣模型采樣點幾何灰度值 76
5.3.3 點采樣模型NL-Means去噪算法 77
5.3.4 聚類加速計算 79
5.3.5 實驗結果與討論 80
5.4 本章小結 83
第6章 點采樣模型的簡化重采樣方法 84
6.1 大規模點采樣模型的簡化 84
6.2 三維模型的簡化重采樣 85
6.3 自適應帶寬Meanshift理論和方法 86
6.4 基於Meanshift聚類的點采樣模型簡化重采樣 89
6.4.1 Meanshift局部模式點的層次聚類 90
6.4.2 曲面Spl表示 90
6.4.3 實驗結果與討論 90
6.5 基於Gaussian球細分的形狀Isophotic L2，1誤差分析 96
6.6 基於Gaussian球映射的點采樣模型簡化重采樣 99
6.6.1 特征敏感重采樣算法框架 99
6.6.2 利用索引擴散的采樣點初始聚類 100
6.6.3 合並孤立采樣點 102
6.6.4 優化聚類生成正則化的圓盤形聚類 102
6.6.5 生成簡化 103
6.6.6 利用橢圓Splatting技術繪制簡化點采樣模型 103
6.6.7 實驗結果與討論 104
6.7 本章小結 108
第7章 點采樣模型的形狀修復和紋理合成方法 110
7.1 三維模型的形狀修復和紋理合成概述 110
7.2 三維模型的形狀修復 112
7.3 點采樣模型的紋理修復 113
7.4 點采樣模型的幾何修復 115
7.4.1 模型幾何細節編碼 115
7.4.2 基於上下文的幾何修復 116
7.4.3 結構擴散的幾何修復 117
7.4.4 幾何克隆技術 118
7.4.5 實驗結果與討論 119
7.5 紋理合成相關工作 119
7.6 基於EM算法的圖像紋理合成 120
7.7 點采樣模型紋理合成預處理 121
7.7.1 點采樣模型均勻聚類剖分 121
7.7.2 具有重疊區域的塊構建 122
7.7.3 三維表面紋理方向場的建立 122
7.7.4 塊的局部參數化 123
7.8 基於全局優化的點采樣模型紋理合成 124
7.8.1 點采樣表面上紋理能量方程的建立和求解 124
7.8.2 基於流場引導的可控紋理合成 127
7.8.3 紋理表面的幾何粗糙感 128
7.8.4 實驗結果 129
7.9 本章小結 130
第8章 點采樣模型的形狀造型方法 131
8.1 三維模型的編輯造型 131
8.2 點采樣模型的形狀造型繫統 131
8.3 點采樣模型的多分辨率形狀編輯 132
8.3.1 多分辨率基曲面定義 133
8.3.2 幾何細節表示 136
8.3.3 基於幾何細節映射的幾何造型 136
8.3.4 幾何細節遷移 139
8.3.5 實驗結果與討論 142
8.4 點采樣模型的高頻細節調控 143
8.4.1 理論基礎 143
8.4.2 高頻幾何細節定義 144
8.4.3 高頻幾何細節調控 147
8.5 點采樣模型的保持高頻細節編輯 154
8.5.1 生成簡約采樣點集 154
8.5.2 保細節編輯簡約采樣點集 155
8.5.3 擴散變形場 157
8.5.4 實驗結果 158
8.6 本章小結 161
第9章 點采樣模型的形狀變形方法 162
9.1 三維模型的形狀變形 162
9.2 點采樣模型的靜態建模和動態造型 163
9.3 點采樣模型的保細節形狀編輯 163
9.3.1 法向幾何細節定義 163
9.3.2 點采樣模型的保細節編輯 165
9.3.3 實驗結果 166
9.4 點采樣模型的形狀Morphing 167
9.4.1 大規模點采樣模型數據的參數化 168
9.4.2 特征點匹配 168
9.4.3 參數域類聚合並和映射生成 170
9.4.4 Morphing路徑問題 171
9.5 點采樣模型Morphing中動態重采樣 172
9.6 基於分片的點采樣模型Morphing 172
9.6.1 點采樣模型Morphing 172
9.6.2 實驗結果與討論 173
9.7 本章小結 175
第10章 總結與展望 176
10.1 總結 176
10.2 工作展望 178
參考文獻 180
彩圖 193

《三維點采樣模型的幾何處理和形狀造型》是介紹三維點采樣模型數字幾何處理的一本專著。全書對三維點采樣模型幾何處理和形狀造型的一些核心領域進行了詳細介紹，包括點采樣模型幾何處理中的基本問題、點采樣模型的參數化方法、點采樣模型的分片方法、點采樣模型的光順去噪方法、點采樣模型的簡化重采樣方法、點采樣模型的形狀修復和紋理合成方法、點采樣模型的形狀造型方法、點采樣模型的形狀變形方法等，這些內容構成了一個較完整的點采樣模型數字幾何處理框架，書中所提出算法下實現的大量應用實例驗證了算法的有效性、實用性和通用性。《三維點采樣模型的幾何處理和形狀造型》可以作為高等學校計算機、應用數學、機械工程、電子工程、航空、造船、輕工等專業高年級本科生或研究生的參考書，也可供計算機圖形學、計算機輔助設計、數字娛樂、文物保護等領域的科技人員閱讀。