基于近似重復結構的建筑建模、修復和繪制項目摘要

對歷史建筑或城市標志性建筑的三維描述受到越來越廣泛的重視。建筑作為一類特定的人造物體，通常具有較多的重復結構，但這些重復結構并非完全意義下的對稱或復制。項目的目標是對建筑特有的近似重復結構進行研究，為建筑提供有效的建模、修復和繪制方法，相關的研究成果、技術方法也可以在文化遺產(chǎn)等融合社會需求的領域得到廣泛應用。基于對建筑物結構的理解，（1）存在于三維模型中的瑕疵可以被自動清除；（2）對建筑物的描述被壓縮到一個更大的程度；（3）建筑物可以按照其結構風格分類，增添了結構檢索的可能性；（4）沒有得到充分保護的建筑物可以按照符合人們所知的方式進行數(shù)字修復。

項目研究基于近似重復結構的建筑建模、修復與繪制。截至2013年底已經(jīng)發(fā)表13篇同行評審論文，其中7篇發(fā)表在計算機視覺領域的頂級國際會議（CVPR，ICCV）和期刊（IJCV）。研究目標是從圖像中發(fā)現(xiàn)關于場景布局和物體類別的高層語義信息，以建造結構敏感、符合語義的逼真場景幾何模型。研究重點是設計新穎的方法和技術來編碼人腦知識，使得計算機能夠接近人類智慧，擁有類似于我們感知場景的能力。研究思路是基于建立和確定描述問題本質的數(shù)學、物理、感知模型，并通過概率、組合、或判別方法來搜索最優(yōu)解。更具體地，通過在問題的數(shù)學描述中挖掘并建模底層結構約束，相關工作在圖像分割、物體檢測、圖像識別、形狀增強、大規(guī)模圖像搜索等領域超越了前沿算法。通過編碼人類感知系統(tǒng)所啟發(fā)的場景相關附加先驗知識，我們較好地解決了由于問題病態(tài)定義、有噪聲的輸入和分辨率不足、遮擋和光照等干擾因素所造成的二義性問題。 2100433B

分層材質建模與繪制是目前計算機圖形領域研究的熱點和難點。由于分層材質能夠更精確地描述現(xiàn)實世界中的材質，其在圖形繪制中的應用可以顯著提高繪制結果的物理真實感。本項目將從微面元理論的角度研究分層材質的建模與繪制技術，詳細探討基于微面元理論的材質模型中法向分布、Fresnel反射和微面元間陰影遮擋等在擴展到處理分層材質時的計算方式，著重討論多次內反射、層內介質散射和吸收對次表面反射效果的影響，并基于adding-doubling方法推廣到處理多層分層材質。最后，通過在離線繪制引擎和實時繪制場景中的應用來驗證本項目提出的分層材質模型的有效性和高效性。相比于傳統(tǒng)的分層材質模型，基于微面元理論的分層材質模型具有高效性、統(tǒng)一性、輕量級以及可擴展性等優(yōu)勢。本項目是材質建模與繪制方面的基礎性研究工作，具有重要的學術意義和應用價值。

分層材質建模與繪制是目前計算機圖形領域研究的熱點和難點。由于分層材質能夠更精確地描述現(xiàn)實世界中的材質，其在圖形繪制中的應用可以顯著提高繪制結果的物理真實感。本項目從微面元理論的角度研究分層材質的建模與繪制技術，詳細探討了基于微面元理論的材質模型中法向分布、Fresnel反射和微面元間陰影遮擋等在擴展到處理分層材質時的計算方式，著重討論多次內反射、層內介質散射和吸收對次表面反射效果的影響。在此基礎上，我們提出了擴展法向分布函數(shù)（ENDF）的概念，并采用擴展法向分布函數(shù)高效處理次表面反射。針對逆反射材質和特效涂料材質，我們基于擴展微面元理論提出了相應的高真實感繪制算法。最后，通過在離線繪制引擎和實時繪制場景中的應用驗證了本項目提出的復雜材質建模與繪制方法的有效性和高效性。相比于傳統(tǒng)的模型，基于微面元理論的材質模型具有高效性、統(tǒng)一性、輕量級以及可擴展性等優(yōu)勢。本項目是材質建模與繪制方面的基礎性研究工作，具有重要的學術意義和應用價值。

用測定法精確測定粘度函數(shù)是十分昂貴的，因而，對于大多數(shù)聚合物僅有熔體流動指數(shù)(MFI)可作為表征流動行為的指導數(shù)值，所以概略敘述已知熔流指數(shù)和軟化溫度對求取近似粘度函數(shù)的方法。然而，這種方法僅有助于估計，無論如何不能排除對許多待加工的聚合物盡可能進行準確的流變學測定的必要。