人物雕塑模型三维表面建模方法探究

三维激光扫描是一种通过激光测距方式实现三维物体表面空间数据获取的技术。本文介绍了一种利用三维激光扫描技术并结合相应软件对人物雕塑模型三维表面进行重建的方法。该方法通过三维激光扫描仪获取目标模型表面精确的点云数据,在对点云粗拼接的基础上进行精确拼接,以三角网的形式重构雕塑表面,并结合逆向软件进行纹理映射及其接缝处理以实现3D模型表面重建。结果表明,利用该方法可以实现对人物雕塑模型3D表面的快速有效重建。     

局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法

倾斜摄影测量方法已可自动获取城市规模的实景三角网模型,然而散乱的三角网缺乏精细的几何结构和功能语义信息。为克服上述问题,提出一种局部表面参数化的实景三角网模型语义增强方法:将具有语义信息的独立三维部件与实景三角网模型的无缝融合问题,通过定义三维表面结构树,转换为局部区域的三角网替换操作;在待融合区域附近,将原实景三角网模型和替换的三维语义部件,通过局部参数化表达,UV展开为二维平面三角网;在二维平面上构建约束Delaunay三角网(CDT),实现两模型的无缝拼接,逆映射至三维空间并自动重建语义部件。通过深圳某区域的倾斜影像进行的试验证明,本文方法能有效实现具有开放边界和语义信息的部件模型与表面模型的无缝融合。与商业软件Maya对比,这种基于插入、融合的手段对提高建模效率具有实用价值。     

基于三角网无缝拼接的三维重建

针对某东汉墓葬群,利用数字摄影测量中像点和三维点的对应关系,将三维空间的构网转化为二维平面的三角构网,并采用人工选取构网范围、人工点选种子点的办法,实现集合的求差计算,确定影像的构网范围,保证了局部三角网的无缝拼接,成功实现了对该墓室群的三维重建。同时还采用该方法对某花瓶模型进行了重建实验,达到较理想效果。     

基于近景数字摄影测量的飞机表面模型重建

介绍了数字近景摄影测量在重建飞机三维表面模型中的应用方法。根据飞机表面的特征,结合摄影测量方法的特点,总结出包括拍摄计划制定、外业测量、内业处理的一套处理方法:根据飞机外形特征,划分适于拍摄和后期处理的拍摄带;在机身和地面布置一定数目的控制点作为对拍摄像片的控制;利用数字近景摄影测量中影像匹配、相对定向、绝对定向以及光束法平差等一系列方法的综合运用,解算拍摄像片的外方位元素;对飞机机身分块处理,以三角网为基础重建飞机完整的三维表面模型。     

基于激光扫描和高分辨率影像的文物三维重建

提出一种新的激光扫描点云与数字影像结合的文物三维重建方法。利用格网板进行数码相机的标定获取影像的内方位元素；利用激光扫描数据，建立三角网物体表面模型；利用人工选取控制点，进行单片空间后方交会，获取影像的外方位元素；将三维表面模型投影到影像对象，利用影像匹配在现有的三角网内部继续通过影像匹配增加同名点，从而进行三角网的细分加密；最后通过OpenGL纹理映射建立带有逼真纹理的物体三维表面模型。     

倾斜摄影实景模型悬空地物处理方法

为更好解决传统倾斜摄影实景模型悬空地物处理过程中对三维采编环境的过度依赖，本文提出了一种基于倾斜摄影三角网络分析的实景模型悬空地物处理技术方法。该技术方法将三维三角网进行降维处理，通过分析降维后二维三角网节点上边线的辐射特性，快速定位地物边缘点，同时结合聚类分析算法、最小凸边提取等技术方式，实现对悬空地物边界的快速定位、消除。试验选取植被这类悬空地物作为研究对象，验证了文中的技术方法对倾斜摄影实景模型悬空地物处理具有较好的适用性，能极大降低倾斜摄影实景模型数据处理中对三维环境的要求，降低数据处理的难度。     

基于三维狄洛尼三角网的曲面重建算法

随着三维激光扫描技术应用领域的不断拓展,对点云数据三维建模的需求越来越迫切。曲面重建技术作为三维建模的核心技术之一,在逆向工程、计算机视觉、计算机制图以及虚拟现实等技术领域都有着非常广泛的应用前景。本文提出一种基于三维狄洛尼三角网的曲面重建算法,其本质是一种结合了曲面生长算法思想的贪心算法,即在一定约束条件下,按照最优三角形选择标准,算法从预先构建好的三维狄洛尼三角网中,逐个筛选出最优三角形添加到生长曲面上,最终输出由一系列显式三角形所组成的流形曲面。这种方法对比目前主流的隐式曲面重建算法具有参数依赖性较小、不需要计算法线等优点,并且能够重建地形扫描、建筑物扫描和精细化扫描的点云模型。利用此算法对多种点云模型进行曲面重建试验,结果表明该算法生成曲面质量好、重建效率高、实用性强,能够很好地应用于三维建模领域。     

三维激光扫描与倾斜摄影测量的高陡崖三维建模

针对三维激光扫描仪在数据采集过程中,受到多重因素的限制,难以完整的获取物体表面三维数据的难题,该文采用融合多种数据源的方法来获取地物表面完整的三维数据。该文结合三维激光扫描技术和无人机倾斜摄影测量技术对大理苍山石门关世界地质公园的高陡崖进行三维数据采集。以地面三维激光点云数据为基础,融合无人机倾斜摄影测量点云数据,得到研究区域完整的三维点云,对融合后的多点云进行编辑处理、重建得到高陡崖完整的三维模型。文中对多点云融合建模("点云+点云"融合建模)及单一点云建模后模型融合("模型+模型"融合建模)进行模型比较分析,得出这两种方法所建三维模型基本一致,并总结了两种建模方法的优势和不足。这两种技术及方法的结合不仅解决了高陡崖数据采集的难题还为类似的工程提供参考。     

三维激光扫描仪在惠泉变电站三维模型构建中的应用

文中通过利用地面三维激光扫描仪获取的空间数据,进行了惠泉变电站三维空间地物建模研究。首先探讨点的密度对数据采集的影响;然后通过整体匹配纠正并对原始测量数据进行拼接配准;最后建立了三维表面模型。通过研究发现利用三维激光扫描技术可以快速建立三维空间的可视化模型,解决了传统的测量仪器与测量方法在变电站等特殊领域的不足。为能够实现变电站资源的数字化,提供了一个变电站三维模型构建的新方向。     

基于四面体的不规则表面文物体积计算

鉴于不规则表面的文物很难直接进行体积测量,提出一种从三角格网模型计算不规则表面文物体积的方法。该方法利用高精度三维激光扫描仪对复杂表面文物进行扫描获取三维点云数据,并通过对三维点云数据的处理和拓扑重建得到文物的三角格网模型,引入四面体的有向体积法,通过求四面体有向体积来计算文物三维模型的体积。同时,分析此类算法的误差,并在VC#2008环境下利用OpenGL对该三维模型进行显示。     

一种基于无人机序列图像的地形地貌三维快速重建方法

提出了一种基于无人机序列图像的地形地貌三维重建方法,该方法采用Harris特征点和SIFT特征向量来提取图像特征,实现图像配准;采用准透视投影模型和因子化方法对未标定的图像序列进行自动标定;通过高效次优解三角化方法获取三维点云坐标;通过准稠密化扩散算法对三维点云进行稠密化;采用捆绑调整算法提高了空间三维点云的精度;采用Possion表面重建方法对三维点云进行了网格化处理.本文为无人机序列图像的应用提供了一个新的思路,拓展了无人机的应用空间.     

城区大比例尺影像三维景观重建

本文利用目标提取技术,根据近似点位进行房屋角点的自动定位,自动搜索同名点,然后建立一个尽可能多地包含房顶面的目标窗口,取代传统的以房角为中心的窗口进行房顶角点影像匹配,提高了房顶角点匹配的可靠性,实现了航空影像房屋三维数据的半自动量测。进而在地面与建筑物表面二维半不规则三角网和原始数字影像的基础上,实现了建筑物可见表面纹理的恢复,重建了城市真实三维景观。     

倾斜影像的三维纹理快速重建

针对三维城市模型重建,提出了一种利用倾斜影像实现城市模型纹理快速重建的方法。该方法基于摄影测量计算机视觉理论,在事先处理得到城市建筑物数字表面模型的基础上,利用共线方程计算物方与像方的几何投影关系,获得建筑物的三维信息与纹理信息。通过一定的最优算法选择出地物面的理想纹理,实现城市建筑物纹理的自动提取及稠密建筑物纹理的遮挡处理。真实影像纹理重建的结果表明:应用本文方法进行三维城市模型纹理重建具有自动化程度高、效果逼真、成本低的特点,为快速、大面积的城市真三维模型纹理重建提供了一种有效的实现途径。     

区域地质调查路线剖面图加密重建与三维可视化

路线剖面图是区域地质调查平面图的重要补充,其三维重建可明确反映地质层面的地表展布与地下发育情况,是重建区域三维地质模型的必要数据。针对区域地质调查路线距离长、褶曲多、地质结构复杂的特点,本文建立了一种基于纵向定位线的剖面特征点三维坐标转换模型,提出了地质界线特征点加密算法,能够有效地提高重建路线三维剖面的准确度与光滑度。研发的剖面三维重建模块已应用于多幅实际区调数据工程项目,应用结果表明:该方法可满足区域地质调查建模需求,剖面重建效果良好,具有较好的实用价值和应用前景。     

空地一体精细化三维模型构建方法

无人机倾斜摄影测量技术因其成本低、效率高，成为大场景三维重建的首选，而在倾斜摄影三维重建中常常伴随着模型变形、纹理缺失等。本文基于低空倾斜摄影测量技术建设三维数字化校园，针对重建后不同类型地物出现的问题，提出了融合多种建模手段的技术优势通过空地一体、虚实结合来构建精细化三维模型的方法，对低空倾斜摄影三维模型的精细化建模具有重要的参考意义。     

地形三维建模中特殊地物的处理方法

在三维建模领域,空中三角测量通过少量的控制点,按一定的数学模型加密解算出所需要的全部控制点及每张像片的外方位元素并由此进行三维重建工作;若遇到一些特殊地物(如桥梁、铁塔、水域等)时,往往会出现模型错乱、模糊不清、有漏洞或无法正确显示等一系列问题。本文采用倾斜摄影测量建模的方式,对一些特殊地物进行信息采集,再利用专业软件进行加工处理,用3dsmax类建模软件对采集的信息进行精细建模,用skyline类软件进行三维场景编辑及漫游,从而能够实现基于原本样貌重建特殊地物的三维模型。     

分层随机抽样的单档电力线LiDAR点云聚类方法

针对基于直升机激光雷达(LiDAR)测量技术的电力巡线对全自动电力线三维重建的迫切需求,该文提出了一种基于分层随机抽样和电力线三维重建数学模型约束的单档电力线LiDAR点云聚类方法。其中,利用了直线段和悬链线段相结合的电力线三维数学模型描述了现实三维场景中的电力线形态,并以此约束点云分层随机抽样的结果。聚类过程中,首先进行数据预处理和分段组织;接着进行标号。实验表明,该文的聚类方法具有对电力线根数、电力线类型、电力线空间构型、长度、两端电塔高差、点云不规则断裂、粗差等因素不敏感的优势。     

基于摄影测量的高精度三维城市建筑物建模技术

分析了摄影测量三维城市建筑物建模的需求和摄影测量方法在建筑物三维重建和三维城市建筑物数据更新方面的优势,讨论了基于摄影测量的三维城市建筑物建模的方法、流程和技术,实现了大范围城市建筑物和单个复杂建筑物的高精度三维重建.     

基于模型的非规则物体三维重建

提出了基于模型的三维重建方法,采用了“积分”的思想,由一系列截面来拟合模型,再生成完整的物体,实现了对椅子的重建。