将三角网格上的顶点坐标(x,y,z)看作3个独立的标量场,那么网格上每个三角片都存在3个独立的梯度场.该梯度场是网格的微分属性,相当于网格的特征,在形变过程中随控制点集的移动而变化.那么当用户拖拽网格上的控制点集时,网格形变问题即变为求解以下式子: 根据变分法,上式最小化即求解泊松方程: 其中Φ为待求的网格形变后坐标,w为网格形变后的梯度场. 上式可以进一步表示为求解稀疏线性方程组: 其中L为网格的拉普拉斯算子,b为梯度场w在网格顶点处的散度值. 问题的关键是如何得到网格形变后的梯度场w,文章[

将三角网格上的顶点坐标(x,y,z)看作3个独立的标量场,那么网格上每个三角片都存在3个独立的梯度场.该梯度场是网格的微分属性,相当于网格的特征,在形变过程中随控制点集的移动而变化.那么当用户拖拽网格上的控制点集时,网格形变问题即变为求解以下式子: 根据变分法,上式最小化即求解泊松方程: 其中Φ为待求的网格形变后坐标,w为网格形变后的梯度场. 上式可以进一步表示为求解稀疏线性方程组: 其中L为网格的拉普拉斯算子,b为梯度场w在网格顶点处的散度值. 问题的关键是如何得到网格形变后的梯度场w,文章[

数学上曲面的连续光滑形变可以通过最小化能量函数来建模得到,其中能量函数用来调节曲面的拉伸或弯曲程度,那么能量函数最小化同时满足所有边界条件的最优解就是待求曲面. 能量函数通常是二次函数形式: 其中S*代表关于曲面参数u和v的k阶偏导. 对于上述优化问题的求解方法,通常利用变分法得到对应的Euler-Lagrange方程,然后求解该方程得到最优解.对于二次能量函数形式,其对应的Euler-Lagrange方程为如下多阶调和方程: 例如对于,那么对应的Euler-Lagrange方程就是2阶Lapl

波动方程是偏微分方程 (PDE) 里的经典方程,它在物理学中有大量应用并经常用来解释空间中的能量传播.波动方程是一个依赖时间的方程,它解释了系统状态是如何随着时间的推移而发生变化.在下面模拟波动方程时会使用会到拉普拉斯(Laplacian)算子,这是一个线性算子,具体形式在“网格形变算法”中有所解释. 波动方程: 其中:b为衰减系数,1/sqrt(a)为波传播速度,h为沿网格顶点法向移动的距离. 将波动方程离散化并整理后得到: 其中:dt为时间间隔,I为单位矩阵,L为离散Laplacian算子,

在三维网格形变算法中,个人比较喜欢下面两个算法,算法的效果都比较不错, 不同的是文章[Lipman et al. 2005]算法对控制点平移不太敏感.下面分别介绍这两个算法: 文章[Lipman et al. 2005]提出的网格形变算法需要求解两次稀疏线性方程组:第一个方程定义了网格上离散坐标系之间的关系,通过求解该方程可以重组每个顶点的坐标系:第二个方程记录了顶点在局部坐标系的位置信息,通过求解该方程可以得到每个顶点的几何坐标. 在网格顶点建立局部坐标系(b1i,b2i,Ni),i∈V.对于

网格上顶点的Laplace坐标(均匀权重)定义为:,其中di为顶点vi的1环邻域顶点数. 网格Laplace坐标可以用矩阵形式表示:△=LV,其中,那么根据网格的Laplace坐标通过求解稀疏线性方程组可以得到网格的顶点坐标. 基于网格Laplace形变算法的思想:网格上顶点的Laplace坐标作为网格的细节特征,其在网格形变前后的局部坐标系内不发生变化.Laplace形变问题可以用如下数学优化形式表达,那么问题的关键是如何得到网格形变后的Laplace坐标,或者说是每个顶点Laplace坐标的

在三维网格形变算法中,个人比较喜欢下面两个算法,算法的效果都比较不错, 不同的是文章[Lipman et al. 2005]算法对控制点平移不太敏感.下面分别介绍这两个算法: 文章[Lipman et al. 2005]提出的网格形变算法需要求解两次稀疏线性方程组:第一个方程定义了网格上离散坐标系之间的关系,通过求解该方程可以重组每个顶点的坐标系:第二个方程记录了顶点在局部坐标系的位置信息,通过求解该方程可以得到每个顶点的几何坐标. 在网格顶点建立局部坐标系(b1i,b2i,Ni),i∈V.对于

网格上顶点的Laplace坐标(均匀权重)定义为:,其中di为顶点vi的1环邻域顶点数. 网格Laplace坐标可以用矩阵形式表示:△=LV,其中,那么根据网格的Laplace坐标通过求解稀疏线性方程组可以得到网格的顶点坐标. 基于网格Laplace形变算法的思想:网格上顶点的Laplace坐标作为网格的细节特征,其在网格形变前后的局部坐标系内不发生变化.Laplace形变问题可以用如下数学优化形式表达,那么问题的关键是如何得到网格形变后的Laplace坐标,或者说是每个顶点Laplace坐标的

三维物体变形方法赋予了模拟物体的动态特性,但是随着物体模型的复杂度慢慢增加,对高质量的实时变形方法也提出了更高的要求.对于高精度的大型三维网格而言,通常会设计一个低精度的子网格,并构建子网格与原始网格之间的映射关系,然后通过控制低精度子网格的变形来驱动高精度原始网格的变形.[Wang et al. 2015]提出了一种线性子网格的构建方法,下面将介绍其主要原理. 通用的网格形变能量函数可以表示成如下二次项形式: 其中A是与网格形状相关的半正定矩阵,SX删选出X中控制点所在的行,H是控制点所在的空

https://cowlevel.net/article/1959026 <AngerForce>幕后故事 这篇文章是个老坑,最近有时间开始写,也是对之前项目的一个总结和记录吧. 本篇文章将主要讲述AngerForce: Reloaded中的Boss恐惧破坏者(Terror Cracker)设计和迭代的过程.这个Boss是2016年重制AngerForce时,我们尝试制作的第一个新追加Boss,希望以此测试新工具和制作流程.我们在早期做了一个巨屎的版本,根本没法忍,经过了一次制作流程的迭代后,

测地线又称为大地线,可以定义为空间曲面上两点的局部最短路径.测地线具有广泛的应用,例如在工业上测地线最短的性质就意味着最优最省,在航海和航空中,轮船和飞机的运行路线就是测地线.[Crane et al. 2013]提出了利用热运动方程来计算网格测地线的方法,可以想象一下,当一根烫的针尖接触到曲面上的一点时,热量会随着时间的推移而扩散,测地距离因此可以和热运动相联系.具体算法过程如下图所示: 第一步:热运动方程用来描述热的传播状态: 将热运动方程离散化并整理后得到: 其中:id为单位矩阵,t为时间

结合这周看的论文,我对这周研究的Histogram of oriented gradients(HOG)谈谈自己的理解: HOG descriptors 是应用在计算机视觉和图像处理领域,用于目标检測的特征描写叙述器.这项技术是用来计算局部图像梯度的方向信息的统计值.这样的方法跟边缘方向直方图(edge orientation histograms).尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform descriptors)以及形状上下文方法( shape c

近期在学习视频检索领域的镜头切割方面的知识,发现经常使用的方法是直方图的方法,所以才专门有时间来学习下.查看到这两种直方图的时候,感觉有点接近,好像又不同,放在这做个比較.大部分还是百科的内容,只是对基本理解还是够了.OK,開始正文~ 首先,介绍下什么是直方图 在统计学中,直方图(英语:Histogram)是一种对数据分布情况的图形表示(数据分布如:如物体的色彩分布.物体边缘梯度模板,以及表示目标位置的概率分布.),是一种二维统计图表,它的两个坐标各自是统计样本和该样本相应的某个属性的度量.又称

混合有限元方法通入引入辅助变量后可以将高阶微分问题变成一系列低阶微分问题的组合.在三维网格形变问题中,我们考虑如下泛函极值问题: 其中u: Ω0 → R3是变形体的空间坐标,上述泛函极值问题对应的欧拉拉格朗日方程就是双调和方程∆2u = 0. 通过引入额外变量v,我们可以将上述无约束高阶优化问题转变为带约束的低阶优化问题: 引入拉格朗日函数,并利用格林公式可以得到: 将变量v,u,λ写成基函数的线性组合形式,并且基函数选择为分段线性帽函数: 将上式分别对变量vi,ui,λi求偏导可以得到: 这里

在梯度提升树(GBDT)原理小结中,我们对GBDT的原理做了总结,本文我们就从scikit-learn里GBDT的类库使用方法作一个总结,主要会关注调参中的一些要点. 1. scikit-learn GBDT类库概述 在sacikit-learn中,GradientBoostingClassifier为GBDT的分类类, 而GradientBoostingRegressor为GBDT的回归类.两者的参数类型完全相同,当然有些参数比如损失函数loss的可选择项并不相同.这些参数中,类似于Adabo

Possion重建是Kazhdan等2006年提出的网格重建方法[1].Possion重建的输入是点云及其法向量,输出是三维网格.Poisson有公开的源代码[2].PCL中也有Poisson的实现. 核心思想 Possion重建是一个非常直观的方法.它的核心思想是点云代表了物体表面的位置,其法向量代表了内外的方向.通过隐式地拟合一个由物体派生的指示函数,可以给出一个平滑的物体表面的估计. 给定一个区域\(M\)及其边界\(\partial M\),指示函数\(\chi_M\)定义为 这样,把重

本文介绍一种网格分割线的优化算法,该方法能够找到网格上更精确.更光滑的分割位置,并且分割线能够自由地合并和分裂,下面介绍算法的具体原理和过程. 曲面上的曲线可以由水平集(level set)形式表示,通常表示为φ(r) = 0,其代表曲面上具有相同函数值的等值曲线,由于函数值为零,一般称为零水平集.当曲线在曲面上移动时,可以用如下水平集方程表示: 上式为函数φ(r)对时间t的偏导,即函数φ(r)随时间t的变化情况,等式右边v表示曲线移动速度,▽φ表示曲面上函数φ(r)的梯度. 驱动曲线在曲面上移

Dijkstra算法是计算图中节点之间最短路径的经典算法,网上关于Dijkstra算法原理介绍比较多,这里不再多讲.值得一提的是,当图中节点之间的权重都为1时,Dijkstra算法就变化为一般意义上的广度优先搜索算法(Breadth-first search algorithm). Dijkstra算法流程如下: Dijkstra算法流程   在介绍Fast marching算法之前先提下Eikonal方程,Eikonal方程属于非线性偏微分方程,可以认为是一种近似波动方程,它的形式如下: Ei

一.差分与微分 我自己的理解. 二.求解 2.1 矩阵 这就是matlab的计算结果.太小的话放大些: c = 4 5 9 7 2 1 5 2 6 >> [x,y]=gradient(c) x = 1.0000 2.5000 4.0000 -5.0000 -3.0000 -1.0000 -3.0000 0.5000 4.0000 y = 3.0000 -3.0000 -8.0000 0.5000 -1.5000 -1.5000 -2.0000 0 5.0000 先看x,x就是矩阵的横向梯度,怎

之前转载了一篇博客http://blog.sina.com.cn/s/blog_6163bdeb0102dvay.html,讲Matlab网格划分程序Distmesh,看了看程序,感觉程序写得有很多值得学的地方,所以又自己重新看了一看,加了一些注释,最后再总结一下学到的东西吧. 源代码的地址已经改变,如下http://people.sc.fsu.edu/~jburkardt/m_src/distmesh/distmesh.html.程序给出了20个划分的例子,文件名为p1_demo.m~p20_