兩種大型場景三維重建方法研究.pdf

1、三維重建技術(shù)是將場景或場景對象的空間信息從二維圖像中提取，根據(jù)得到的信息將物體的三維結(jié)構(gòu)模型恢復(fù)，是目前計算機圖形學(xué)、計算機動畫、虛擬現(xiàn)實、科學(xué)計算、數(shù)字媒體創(chuàng)作等領(lǐng)域共同研究的熱點。在大型場景重建領(lǐng)域，利用三維重建技術(shù)，可以在保證一定真實感的前提下，重建出虛擬現(xiàn)實場景，實現(xiàn)數(shù)字城市、數(shù)字旅游的設(shè)想。目前，國內(nèi)外許多學(xué)者已經(jīng)在這一領(lǐng)域進行了相關(guān)嘗試，但大型場景的三維重建技術(shù)仍未成熟，現(xiàn)有的相關(guān)算法及解決方案也不能普遍適用。
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2、較主流的三維重建方法主要包括基于幾何造型的重建以及基于圖像的重建方法?；趲缀卧煨偷娜S重建技術(shù)主要借助建模軟件來輔助建模，對于造型簡單的常規(guī)建筑可以重建出真實感較強的三維模型。然而此種重建方法必須有人工介入，需要較長的開發(fā)時間。基于圖像的三維重建技術(shù)結(jié)合計算機視覺的相關(guān)理論知識，在提取圖像的相關(guān)信息之后，自動重建出復(fù)雜建筑物的三維模型。但這種方法重建得到的模型細節(jié)表達豐富、面數(shù)過多，對于大型場景，會導(dǎo)致最終漫游速度過慢，機器運行很卡、

3、死機等現(xiàn)象。
　　本文圍繞大型場景三維重建的關(guān)鍵技術(shù)展開研究和探討，對三維重建的兩種主要方法進行比較，結(jié)合兩種方法的優(yōu)缺點，為大型場景中不同類型的建筑物提供合適的重建策略，主要研究內(nèi)容包括：
　?。?）利用基于幾何造型的三維重建方法對大型場景進行重建，提出基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的有效的大型場景三維重建優(yōu)化方法。對三維復(fù)原和漫游的實現(xiàn)過程及關(guān)鍵技術(shù)開展研究，通過合并場景中同一材質(zhì)的模型以降低場景對象個數(shù)，同時利用紋理貼圖等手段降低模

4、型的復(fù)雜度，達到優(yōu)化建模的目的。
　?。?）提出一種新的基于圖像的三維重建方法——多特征三維稠密重建方法(Multiple Features Patch based Multi-view Stereopsis, MFPMVS)，該算法在經(jīng)典的PMVS(Patch based Multi-view Stereopsis)算法的基礎(chǔ)上，綜合考慮模型的光照信息、紋理陰影、凹凸感等多種特征，重建得到細節(jié)表達豐富的三維模型。實驗表明該算法對