麻省理工学院开发出具有真实物理体积的 3D 模型格式

IT之家 5 月 24 日消息，麻省理工学院的研究人员开发了一种具有真实物理体积的模型格式，通过将 3D 形状从体积映射到体积，而不是表面到表面，以令 3D 模型在受力时面能与显示一致呈现出扭曲挤压的效果。

在此前计算机图形学和计算机辅助设计中，三维物体通常由其外表面的轮廓呈现。（IT之家注：当下所有模型都是由许多个面组成的结构），而不包括模型内部的实际体积碰撞箱。这种建模格式是以往技术沉淀的结果，可以以更高的效率存储和呈现具备高多边形的模型。

但此类模型因缺乏内部体积碰撞箱（IT之家注：此类模型必须绑定模型骨骼才能正常做出动画），因此在操作时也有所局限，例如对于一个没有绑定骨骼的人物模型，在移动人物模型的手脚时，实际上是只能移动构成这些手脚的面或节点，而非能够像看起来一样直接控制充满骨骼、肌腱和肌肉的手脚运动，因此无法与现实中一样直接让手脚摆出各种形状。

而动画方面，在使用这些模型开发映射算法时，这些差异尤其成问题，因为映射算法可以自动找到不同形状之间的关系，但需要更高的成本来创建出全身绑定极度精细骨骼的模型，对预算造成更多的负担。

这项技术直接将模型整体形状及质量打包在一个四面体网格中，以更有效地模拟物体的精细部分，而非传统模型“实际上是由许多个面组成的结构”（并需要绑定骨骼才能实现类似物理运动效果）。因此可避免模型模拟受力时只是单纯的外部“许多个面”变形。

该技术在视觉计算、计算制造和工程等许多图形应用领域中都相当有用，例如将先前动画的 3D 角色的运动转移到新的 3D 模型或扫描上。相同的算法可以将纹理、注释和物理属性从一个 3D 形状转移到另一个 3D 形状。

“从表面切换到体积会使橡胶手套延伸到整个手上。我们的方法使几何映射更接近物理现实，“电气工程和计算机科学（EECS）研究生 Mazdak Abulnaga 说，他是这种映射技术论文的主要作者。

与 Abulnaga 一起发表论文的是前麻省理工学院博士后 Oded Stein，他现在在南加州大学任教；Polina Golland 是 EECS 的 Sunlin 和 Priscilla Chou 教授，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）的首席研究员，医学视觉小组的负责人；以及 Justin Solomon，EECS 副教授和 CSAIL 几何数据处理组组长。这项研究将在 ACM SIGGRAPH 会议上发表。

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