MM's Journal of Technology

工作： 三维扫描仪原型搭建： 多传感器间的联合标定：相机、雷达、IMU的内外参数，相互的外参与时延的标定 面片模型纹理映射： 主要参考MVE算法库，优化面片纹理选择，采用改进的MRF能量函数优化 学习： 南京大学-蒋炎岩-操作系统 书籍-OSTEP-操作系统导论 南京大学-黄宇-算法设计 中科大-傅孝明-数字几何处理 GAMES101-现代图形学介绍 书籍-PMP-多边形网格处理 书籍-程序员的自我修养-（未开始） 书籍-unix&linux大学教程(未开始) 书籍-unix环境高级编程(未开始)

所谓模型修复，就是取“矫正”模型的一些“畸形”的地方(Artifacts)。 一些比较常见的“畸形”的情景有： 一般我们将模型修复算法粗略的分为下面两类： Surface-Oriented Algorithm 这类算法通常直接对输入的数据进行操作并通过修改曲面直接将“畸形”的地方(Artifacts)“矫正”。 如果是“沟(Gap)”，我们可以通过调整边界处的顶点和边的位置将两条边界边界“缝合”起来。 如果是“洞(Hole)”，我们将空白的部分进行三角剖分，从而补上它。 如果是“相交(Intersection)”，我们可以将相交出的三角形和边拆分(Split)。 算法只会额外添加很少的三角形。且不会修改其它正常区域。与此同时还能够较好地保留和顶点、三角形相关联的属性(连接性、纹理等)。 为了保证有效的输出，该算法对输入的模型会有一定的要求，故在执行算法之前和之后还需要我们进行一些手动处理。此外，由于存在精度上的问题，诸如 相交(Intersection) 和 大范围重叠(Large Overlap) 之类的地方不能被很好地修复，其它的例如在两个非常接近的曲面间产生的 沟(Gap) ...

本次课程讨论了网格重建的关键概念，特别是REMESHING过程。详细讲解了如何从输入的三维模型生成满足质量要求的新网格。重点在于网格质量标准，如三角形的形状和密度。还介绍了利用Hausdorff距离评估网格相似性的方法，并讨论了error bounded的应用，以确保输出网格与输入网格的距离保持在可控范围内。最后，课程讲解了通过参数化简化网格处理的技术，提高处理效率。 课程大纲 REMESHING的概念及应用 REMESHING定义： 生成满足特定质量标准的新网格，同时保持与原始网格的近似性，是网格处理的重要过程。 要求输入和输出网格之间满足质量标准，以确保输出的有效性，如三角形或四边形满足特定形状和均匀性。 网格质量的重要性： 高质量网格提高后续分析和计算精度，优化如有限元分析的条件数，提升工程应用效率。 通过控制点数和面数，降低计算负荷，提升处理效率。 网格优化和简化技术 质量提升与简化： 各应用对网格质量的需求不同，需根据具体情况调整网格的细节。 注重三角形的形状和分布，局部高曲率区域需更高的采样密度。 网格生成过程中的对齐和方向性： 确保生成网 ...

本节课重点回顾了场的基本概念，讨论了第十次作业的延期和要求。内容涵盖了方向场、法向场和框架场，对这些概念在数学模型和物理现象中的重要作用进行了详细讲解。此外，课程也讨论了场的优化问题，以及可积场和无旋度在这些过程中的重要性。 课程大纲 场的基本概念 方向场与法向场： 方向场用于提供每个点的方向信息，是理解物理和数学模型的关键。 法向场用于描述表面在三维空间中的方向，常用于计算折射和反射。 框架场：提供更加复杂的几何信息，用于描述物体的局部几何特征。 场的优化及相关技术 比较相邻三角形面片： LC联络被引入用于比较不同三角形面片上的场，展开面片使其共面，更易于角度差异的理解。 整数变量在优化中的应用： 设计中考虑整数变量以简化计算，将其作为连续变量处理，提高了优化效率。 利用复数多项式根表示场，简化计算过程，通过相邻面片的多项式系数相似度来理解场的变化。 重要概念与应用 可积与无旋场： 可积性表示向量场没有旋度，使其可整合。无旋场在一些坐标系统中表现为可积场。 参数化坐标视为无旋场，其梯度计算证明了与无旋概念的紧密关联。 奇异点的分析： 奇异点有助 ...

本次课程围绕“方向场”这一新主题展开，深入探讨其在图形学和几何处理中重要应用。 课程要点 方向场的定义与概念 方向场概念：方向场在定义域内的每一点提供方向信息，不仅关注方向，还涉及大小。这提供了空间变化的全面理解，有助于理解复杂的数学模型。 二维平面上的多方向定义：可以定义多个方向，尤其是相互垂直的四个方向，为构建局部方向场打下基础。 参数化及其应用：三维曲面映射到二维平面，利用U和V的导数定义二方向场，揭示几何特性。 图形学中的不同场类型 场的分类： 方向场 vs 向量场：向量场具有大小和方向，方向场仅有方向。 一方向场：最基础的场类型，允许在一点上定义一个方向。 二方向场：具有两个相互独立的方向，表示旋转对称。 CROSSFIELD：定义了四个旋转对称方向，在局部坐标系建构中有广泛应用。 方向场与几何特性 主曲率方向：理解几何形状基础，两主曲率方向垂直，通过分析可了解物体几何特性及力学行为。 应力张量：力学分析中帮助理解物体受力方向。 参数化：处理复杂曲面必不可少，通过合理参数化生成多方向场。 Cross Field生成与应用 用户约束及对齐：须考虑，以确保方向 ...

本次课程详细探讨了网格简化和球面参数化技术的核心概念及应用。在计算机图形学中，这些技术能有效提升模型处理和渲染效率。 网格简化技术 稠密到稀疏网格的变换 简化的目的：通过将稠密网格简化为稀疏网格,提高计算效率和渲染速度。 保持曲率完整性：在简化过程中，务必保持高曲率区域的完整性以保留模型的关键特征。 物质分辨率方法：通过不同分辨率的网格进行求解，可以加快优化过程,帮助快速收敛并避免局部最小问题。 质量度量标准：在简化过程中采用不同的质量度量标准影响最终结果，需要特别关注高曲率和低曲率区域的处理策略。 关键算法 QEM算法：利用二次误差度量（Quadratic Error Metric），通过定义误差矩阵评价和选择网格简化策略。 球面参数化 基本概念与应用 球面参数化：将复杂曲面映射到标准球面以简化处理。 应用广泛：在医学、图像处理等领域大显身手，如通过参数化将肠道结构展平，以协助医学成像分析。 优化挑战：需要解决高扭曲和约束条件问题，确保良好映射质量和精度。 优化技术 LI迭代方法：通过交替优化区域,帮助实现模型精确映射直到达成收敛。 映射技术：球面映射能简化一些计算和视 ...

网格简化的算法大致上可以分为下面几种： Vertex clustering algorithms：顶点聚类算法拥有很高的效率和鲁棒性(Robust)，算法的复杂度是线性的。其缺点在于生成网格的质量不是特别令人满意。 Incremental algorithms：增量算法生成的网格质量很高，并且每次迭代的过程中能够使用任意用户定义的标准来进行下次减化网格操作。不过其复杂度较高，为O(nlogn)，最差复杂度为O(n2)。 Resampling algorithms：重采样算法是最常用的算法。新的采样点被放置在网格曲面上，通过连接这些顶点，能够构建出一个新的网格。使用重采样算法的主要目的是在于，通过重采样我们能够获得想要的网格连接结构。不过其主要的缺点在于，如果采样模式与网格区域没有对齐，那么就会出现走样(Aliasing)。为了避免这个问题，我们需要手动将网格根据其特征将其分割为不同的区域。 Mesh approximation algorithms：网格逼近通过一系列的网格优化策略来最小化某个定义明确的错误量。 Vertex Clustering Vertex Cl ...

本次讲座主要讨论了Atlas生成与简化技术。在计算机图形学和三维建模中，这些技术对于提升渲染效果和模型处理效率具有重要的应用。 三维曲面到二维补丁的映射 通过建立三维曲面与二维补丁的映射,实现了三维表面的纹理渲染。 使用参数化技术能够创建低扭曲的映射,提高三维模型的渲染真实性。这种技术在游戏设计中应用广泛。 映射技术详解 网格分割 映射过程的第一步是进行网格分割,将三维曲面切割成小片段,也称为“切割”(cutting)。这是实现有效参数化的基础,确保每个片段能独立处理。 参数化技术 每个网格片段进行参数化时,要确保低扭曲并保持边界完整性。这是映射的核心,合理设计能避免三角形翻转。 包装算法 介绍了包装算法,其目的是提高纹理的使用效率。优化纹理的排列和存储,可以减少资源浪费,提高渲染性能。 三维模型简化技术 QEM算法 讨论了三维模型简化的算法，特别是基于二次误差度量的QEM(Quadratic Error Metric)算法。 QEM强调通过优化目标函数来实现模型简化,有效降低模型的面、点和边的数量。 能量函数与扭曲优化 使用新的能量函数来改进扭曲和打包效果,提高 ...

组内同事推荐的课程，其实推荐的是GAMES这个图形学平台，因为里面会有些和三维重建相关的知识课程，而且里面的讲学都非常的高质量。我的印象中图形学是个比较小众的方向(特别是在国内)，对数学和编程都有很高的要求，没想到居然可以攒出个平台来，希望国内的图形学发展越来越好。闫令琪老师是图形学的翘楚，关键还很年轻，还是中国人；不仅仅在学术界顶会发到手软，在工业界也是硕果累累，英伟达的显卡RTX系列中的R和他有很大的关系。 因为这门课程主要是讲的图形学介绍，就像是概论，没有特别硬核的知识点，算是对图形学有了个系统的了解。

本节课主要讲解了形状插值(Morphing)技术和纹理映射(Texture Mapping)的相关概念、应用以及实现方法。 形状插值(Morphing)技术 基本概念与应用 Morphing技术是实现两个不同形状之间平滑过渡的关键方法 在动画制作中，Morphing允许艺术家只需设置关键帧，其余过渡帧可通过插值自动生成 该技术显著提升了动画制作的效率和流畅性 实现细节 顶点与网格变换 只需改变顶点位置，保持连接关系不变 保持三角形数目恒定和连接关系一致，实现无缝过渡 光滑顶点轨迹 生成的顶点轨迹需保持低扭曲和无翻转 避免使用简单线性插值，采用更复杂的方法如先插值几何量再恢复顶点位置 固定点的重要性 在动画制作中，固定关键点确保生成形状的准确性和自然性 算法设计与优化 形状差值算法 量的选择对算法准确性至关重要 考虑多种恢复策略，如基于角度和仿射变换的方法 非线性目标优化 避免局部最小值问题 通过合理选择初始值和设定中间目标提高优化稳定性 将复杂问题分解为多个小目标，逐步解决 仿射变换插值方法 直接矩阵插值：简单快速，但可能导致不自然 ...