基于單幅圖像的花卉三維重建和動(dòng)力學(xué)仿真.pdf

1、近些年隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與可視化仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，植物建模及其仿真逐漸成為國(guó)內(nèi)外重要的應(yīng)用研究領(lǐng)域之一?；ɑ芙Ｗ鳛橹参锝ｎI(lǐng)域的重要分支，是構(gòu)建虛擬自然場(chǎng)景的關(guān)鍵組成部分，除此之外，自然場(chǎng)景中花卉的運(yùn)動(dòng)更為場(chǎng)景增添了真實(shí)感和美感。然而，受花卉自身結(jié)構(gòu)特征的影響，花卉的建模過程繁瑣，難度較大，復(fù)雜模型會(huì)影響花卉動(dòng)態(tài)形變的計(jì)算。為方便用戶進(jìn)行花卉建模并滿足自然場(chǎng)景的真實(shí)感與實(shí)時(shí)性的要求，本文采用基于圖像的方法對(duì)花卉三維重建，并對(duì)構(gòu)造的花

2、卉模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬，通過對(duì)基于圖像的建模方法和植物行為動(dòng)畫進(jìn)行一定的研究，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了花卉建模系統(tǒng)及仿真動(dòng)畫。
　　首先，對(duì)花卉建模的需求進(jìn)行分析并對(duì)圖像的特征提取相關(guān)技術(shù)進(jìn)行研究，針對(duì)常見的花卉圖像中背景信息干擾等問題，借助多邊緣結(jié)果合并與區(qū)域概率提高邊緣準(zhǔn)確度。通過建立花卉圖像的多模糊副本并對(duì)其分別執(zhí)行Canny邊緣檢測(cè)，合并檢測(cè)結(jié)果根據(jù)像素點(diǎn)的出現(xiàn)概率篩選目標(biāo)邊緣點(diǎn)，由這些點(diǎn)平滑延伸出邊緣，即為花卉建模系統(tǒng)所需要的特征信

3、息。根據(jù)多分辨率的邊緣提取結(jié)果綜合確定目標(biāo)區(qū)域最終邊緣能夠很好地過濾噪聲保留主要輪廓。
　　其次，針對(duì)單幅花卉圖像難以進(jìn)行相機(jī)標(biāo)定的問題，采用圓錐體擬合實(shí)現(xiàn)二維輪廓點(diǎn)向三維點(diǎn)云的轉(zhuǎn)化，結(jié)合花卉的幾何形狀特征、模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化表達(dá)及動(dòng)態(tài)計(jì)算需求，確定模型結(jié)構(gòu)并生成網(wǎng)格模型。后續(xù)以二維花卉輪廓為參考對(duì)模型進(jìn)行與圖像一致的特征修正，在傳統(tǒng)的Laplacian網(wǎng)格變形中引入恢復(fù)系數(shù)克服變形前后網(wǎng)格模型的規(guī)模顯著縮小的問題。本文在已有的花卉建模