如今,在计算机真实感图形学领域中,三维模型表面的高质量细节特征越来越重要。以往模型表面的细节特征都是将二维纹理,凹凸映射和位移映射等技术应用于三角网格模型或细分曲面。但是这些技术却无法体现现实世界中物体表面的细节特征,于是产生了薄层映射的方法,该方法定义为薄层空间(原曲面与偏移曲面之间的空间)与体纹理空间之间的——映射。薄层映射通过一些建模技术可以用来产生曲面上的高质量细节特征。本文将提出一个高效的算法来生成一个三角网格模型的低形变偏移曲面。基本算法是分别将原模型的每个三角面片分别沿着法向偏移一段距离,然后通过解泊松方程来将它们缝合起来,生成最终需要的偏移曲面。然后我们提出一种形变度量标准,用来度量薄层映射之间的形变程度。最后利用这个形变度量标准来对薄层纹理空间进行优化。实验结果表明本文的方法比现有的方法在薄层映射方面有了很大提高。 本文的主要成果如下: 泊松偏移曲面生成方法:论文提出了一种产生低形变的偏移曲面的方法,主要算法是通过在一层四面体网格模型中解泊松方程。从实验结果来看,本文的方法在薄层映射中取得了很好的效果。 四面体形变度量标准:论文提出了一种四面体形变度量标准,用来度量薄层空间和体纹理之间映射的形变程度。同时,我们用这个度量标准来优化薄层纹理空间。在大多情况下,本文的方法在未优化之前已经具有很好的结果,甚至比以前的方法进行优化后的效果还要好。 偏移曲面的应用:论文对偏移曲面的应用进行研究,例如薄层空间映射,网格简化,网格模型变形和运动几何纹理。实验结果表明,本文提出的低形变薄层映射方法产生的偏移曲面在这些应用中会得到更好的效果。