三維顱面模型的幾何計算與變形研究.pdf

1、顱面測量作為人體測量的一個重要組成部分，在人類學、解剖學、臨床醫(yī)學、法醫(yī)學、醫(yī)療器械設計、國家安全、人體識別、生物醫(yī)學工程等領域有著廣泛的應用。同時，如何充分利用測量出來的結果，對已有三維人臉模型進行微調，即向用戶提供直觀高效的變形與編輯方式，從而方便地修改三維模型一直是計算機輔助幾何設計和圖形學(CAGD&CG)的重要研究內容，也是人們多年來一直努力的目標。 本文以人類學關于顱骨和面貌的相關性理論為基礎，以計算機可視化技術為工

2、具，研究并科學計算了顱面三維幾何特征，在此基礎上，以幾何特征為約束對三維人臉模型進行了變形和編輯。本文的主要研究內容包括： 1)顱面幾何特征研究。本文在分析國內外顱面特征點的定義的基礎上，同時在整形學科和美學的指導下，確定了顱面計算機輔助測量的幾何內容。 2)三維重構。利用計算機三維可視化技術，對原始CI'切片進行三維面、體重建，提出了一種基于特征點的三維人臉網格簡化算法。實驗證明該算法具有顯著的簡化效果，同時又能夠保持

3、顱面的重要特征。 3)三維計算。在分析了三維交互技術、三維空間拾取算法的基礎上，給出了計算三維模型的距離、角度、面積、體積等幾何參數的方法，實驗證明該方法可行。 4)三維模型的變形與編輯。利用三維計算的結果，針對三維模型進行了交互式變形和編輯。本文改進了點約束變形算法，使得鼻部的變形具有較好的效果；同時，實現了基于層次B樣條的網格模型變形。 5)本文設計并實現了三維計算與網格變形系統(tǒng)“SkullComEditor