基于圖像的三維重建.pdf

1、三維重建是計(jì)算機(jī)視覺中的重要研究領(lǐng)域，在實(shí)際生活當(dāng)中，3D模型的重建廣泛應(yīng)用于對象識別，工業(yè)自動設(shè)計(jì)，視頻游戲，動畫制作，數(shù)字文物檔案建立，建筑物原貌恢復(fù)等方面，同時要求重構(gòu)有較高的效率以實(shí)現(xiàn)實(shí)時計(jì)算。 本文采用從各個視角拍攝的真實(shí)物體的多幅圖像來重建模型。主要從相機(jī)定標(biāo)，模型生成，模型優(yōu)化以及紋理映射幾個方面對物體的重建進(jìn)行了研究，最終根據(jù)圖像序列重建出物體的原模型。重建的結(jié)果以及可擴(kuò)展性都比較好。 1．相機(jī)定標(biāo)采用了

2、有定標(biāo)物體的定標(biāo)方法，定標(biāo)參照物形狀尺寸已知。利用一系列數(shù)學(xué)變換和計(jì)算方法，求取出攝像機(jī)模型的內(nèi)外參數(shù)，研究中采用了Klaus Strobl等人開發(fā)的定標(biāo)工具進(jìn)行定標(biāo)。 2．研究中采用了基于側(cè)影輪廓線的重建方法。首先獲取各幅圖片中物體的輪廓，根據(jù)每幅圖像的輪廓計(jì)算出物體的包圍盒，對包圍盒進(jìn)行相交測試，運(yùn)用Marching Cubes算法提取等值面，生成物體的可見外殼，完成了初步的建模。 3．初步模型存在很多噪聲，表現(xiàn)方式

3、也比較粗糙，因此對模型進(jìn)行了平滑和簡化操作。在網(wǎng)格平滑部分，采用了基于拉普拉斯算子的平滑算法。網(wǎng)格簡化則采用了基于誤差最小化的邊刪除算法，效果較好。 4．在紋理映射方面，采用了改進(jìn)的模型平面參數(shù)化，得到模型與二維紋理的對應(yīng)關(guān)系，從圖片中獲取模型對應(yīng)的顏色信息，生成與模型對應(yīng)的紋理圖片。通過OpenGL對模型進(jìn)行紋理映射，最終完成了物體的重建。 本論文的研究表明，基于圖像的三維實(shí)體重建技術(shù)，真實(shí)感較強(qiáng)，設(shè)備簡單，成本較低。