基于近似重复结构的建筑建模、修复和绘制

项目研究基于近似重复结构的建筑建模、修复与绘制。截至2013年底已经发表13篇同行评审论文，其中7篇发表在计算机视觉领域的顶级国际会议（CVPR，ICCV）和期刊（IJCV）。研究目标是从图像中发现关于场景布局和物体类别的高层语义信息，以建造结构敏感、符合语义的逼真场景几何模型。研究重点是设计新颖的方法和技术来编码人脑知识，使得计算机能够接近人类智慧，拥有类似于我们感知场景的能力。研究思路是基于建立和确定描述问题本质的数学、物理、感知模型，并通过概率、组合、或判别方法来搜索最优解。更具体地，通过在问题的数学描述中挖掘并建模底层结构约束，相关工作在图像分割、物体检测、图像识别、形状增强、大规模图像搜索等领域超越了前沿算法。通过编码人类感知系统所启发的场景相关附加先验知识，我们较好地解决了由于问题病态定义、有噪声的输入和分辨率不足、遮挡和光照等干扰因素所造成的二义性问题。 2100433B

对历史建筑或城市标志性建筑的三维描述受到越来越广泛的重视。建筑作为一类特定的人造物体，通常具有较多的重复结构，但这些重复结构并非完全意义下的对称或复制。项目的目标是对建筑特有的近似重复结构进行研究，为建筑提供有效的建模、修复和绘制方法，相关的研究成果、技术方法也可以在文化遗产等融合社会需求的领域得到广泛应用。基于对建筑物结构的理解，（1）存在于三维模型中的瑕疵可以被自动清除；（2）对建筑物的描述被压缩到一个更大的程度；（3）建筑物可以按照其结构风格分类，增添了结构检索的可能性；（4）没有得到充分保护的建筑物可以按照符合人们所知的方式进行数字修复。

分层材质建模与绘制是目前计算机图形领域研究的热点和难点。由于分层材质能够更精确地描述现实世界中的材质，其在图形绘制中的应用可以显著提高绘制结果的物理真实感。本项目将从微面元理论的角度研究分层材质的建模与绘制技术，详细探讨基于微面元理论的材质模型中法向分布、Fresnel反射和微面元间阴影遮挡等在扩展到处理分层材质时的计算方式，着重讨论多次内反射、层内介质散射和吸收对次表面反射效果的影响，并基于adding-doubling方法推广到处理多层分层材质。最后，通过在离线绘制引擎和实时绘制场景中的应用来验证本项目提出的分层材质模型的有效性和高效性。相比于传统的分层材质模型，基于微面元理论的分层材质模型具有高效性、统一性、轻量级以及可扩展性等优势。本项目是材质建模与绘制方面的基础性研究工作，具有重要的学术意义和应用价值。

分层材质建模与绘制是目前计算机图形领域研究的热点和难点。由于分层材质能够更精确地描述现实世界中的材质，其在图形绘制中的应用可以显著提高绘制结果的物理真实感。本项目从微面元理论的角度研究分层材质的建模与绘制技术，详细探讨了基于微面元理论的材质模型中法向分布、Fresnel反射和微面元间阴影遮挡等在扩展到处理分层材质时的计算方式，着重讨论多次内反射、层内介质散射和吸收对次表面反射效果的影响。在此基础上，我们提出了扩展法向分布函数（ENDF）的概念，并采用扩展法向分布函数高效处理次表面反射。针对逆反射材质和特效涂料材质，我们基于扩展微面元理论提出了相应的高真实感绘制算法。最后，通过在离线绘制引擎和实时绘制场景中的应用验证了本项目提出的复杂材质建模与绘制方法的有效性和高效性。相比于传统的模型，基于微面元理论的材质模型具有高效性、统一性、轻量级以及可扩展性等优势。本项目是材质建模与绘制方面的基础性研究工作，具有重要的学术意义和应用价值。

用测定法精确测定粘度函数是十分昂贵的，因而，对于大多数聚合物仅有熔体流动指数(MFI)可作为表征流动行为的指导数值，所以概略叙述已知熔流指数和软化温度对求取近似粘度函数的方法。然而，这种方法仅有助于估计，无论如何不能排除对许多待加工的聚合物尽可能进行准确的流变学测定的必要。