数字几何处理及其应用的最新进展.pdf

第17巷第6期计算机辅助设汁与图形学学报VO1．17．NO．6
2t)05年6月jouRNAl()FCOMPUI’。ER—A『1)1)DESIGN&(、()MIUq、ERGRAPHICSJune，2005

数字几何处理及其应用的最新进展

张三元查红彬鲍虎军¨叶修梓

‘(浙江大学CAD＆(、(；国家重点实验室杭州310027)
(北京大学视觉与听觉信息处理国家重点实验室北京100871)
”(浙江大学计算机科学与技术学院杭州310027)
(syzhang@cs，zju，edu，cn)

摘要详细回顾了最近20年来数字几何处理技术的发展历史：从最初的局部研究到当前的整体研究；从各个不同
应用分支研究到系统性研究；从工程化的研究到统一理论框架下的系统研究；从兴趣出发的研究到满足应用需求的
研究，从中可以了解到该领域的技术积累及存在的问题，并给出今后该领域的研究方向，

关键词数字几何处理；点云曲面；3D数字媒体；几何图像
中图法分类号TP391．72

NewAdvanceintheApplicationofDigitalGeometryProcessing

ZhangSanyuan。·ZhaHongbinBaoHujun”YeXiuzi'

。(SlateKeyLaboratoryfJ，CAD＆CG．ZhejiangUniversity，Hallgzhou310027)

(NationalLa&~ratoryMa(hinePercep!i(m．PekingUniversily．t3eijing100871)

(Collegef}『(~mlputer&lPcPandTe(hnology，ZhefiangUniz~rsity，Hangzllou310027)

AbstractAreviewisgiventothedevelopmentofdigitalgeometryinrecent20years：fromtheinitial

localfeaturestudytoglobalshapestudy，fromthestudyindifferentbranchestoasystematicstudy，from

theengineering—orientedinvestigationtoasystematicstudyunderastandardtheoreticalframework，and

fromindividualinteresttotherequirementofapplications，Thetechnologyaccumulation，existingproblems

aswellasfuturedirectionsindigitalgeometryprocessingareoutlined．

Keywordsdigitalgeometryprocessing；pointcloudsurface；3Ddigitalmedia；geometryimage

的这一心理要求，也培育了数码摄影、电脑图片、平
1引言面媒体等行业．图像技术满足了人类对静态的细
节、特征、纹理的欣赏要求，但是它们不能准确地描
数字媒体技术在20世纪后期得到了空前的发述和记录现实世界中已然存在的动态画面，满足不
展，对人类生活方式产生了巨大的影响．20世纪数了人类对实时、动感的追求，视频技术的发展和应
字媒体技术的三个高峰是声音(1D)、图像(2D)和视用，能够使人类多姿多彩的生活得以再现．图像和
频(2D十时间)．声音技术的发展催生了广播、电话、视频只能从一个侧面将物体和环境展示给人类，但
收音机等行业的繁荣，使人类远距离获取信息成为是人类的追求永无止境，希望从全方位、浸入式、交
现实．但是人类对声音信息总是将信将疑，更信奉互式地与环境交流，就必须发展新的媒体技术，数字
眼见为实，图像技术的发展和广泛应用满足了人类几何媒体就应运而生，它是数字媒体领域内继前三

收稿日期：20031229；修回日期：20040509
基金项目国家自然科学基金重点项目(603330J0)；国家自然科学基金(60473106)；教育部博士点基金(20030335064)

II30汁算机辅助设汁与图形学学报2005年

次浪潮之后即将到来的重要的数字媒体载体，将对行数据录入，不仅可以获得物体的几何信息，还可以
多媒体技术及产业甚至人类生活带来根本性变化．得到物体表面的颜色信息，这种师法自然的方法给
数字几何媒体又称为3D媒体，其主要载体称非规则物体造型提供了现实的可能．对直接从三维
为点云曲面，是由物体模型表面上一系列空间采样输入设备获得的数据定义的曲面，我们称之为点云
点构成的、对模型描述的边界表示llJ．构成点云曲曲面，要对