基于医学图像的复杂曲面重建

为了更准确地重建复杂的三维医学数据模型,把二维医学图像轮廓线上的像素点转化为三维点云,引入经典的泊松点云重建技术。由于泊松重建的效果依赖于点云法向的准确性,针对轮廓线数据的特点,结合图像二维梯度方向,给出了点云法向的一致定向及基于已知定向进一步精确估计法向的方法。泊松重建方法作为一种隐式重建技术,可以很好地处理医学图像数据中经常存在的噪声、拓扑复杂等问题。鼻咽喉模型重建的结果说明,一致定向方法改进了传统的一致定向方法,得到了更为准确的医学重建模型。     

重建发型的真实感头部建模

提出了从几何模型和多视点彩色图像构造真实感三维头部模型的方法．作为输入数据的彩色图像不仅被用来构造全景纹理图，而且是发型重构的数据源．首先在模型空间定义对应于真实图像平面的虚拟图像平面，恢复不同视点图像中发型外轮廓点的相应三维位置；然后根据发根位置、生长方向和长度，在模型的头皮表面重建发型．另一种发型重构的方法是从多幅图像中抽取的二维发型轮廓线出发，通过立体匹配法恢复其三维位置．然后用Coons-patch法重构发型表面．实验结果显示了文中方法的头部重建效果．     

三维建筑模型的规则化重构方法

基于无人机照片的倾斜摄影测量技术能够快速重建大量三维建筑模型;但这些模型数据量大、噪声多,极大阻碍了在智慧城市中的应用.针对倾斜摄影测量重建的三维建筑模型屋顶重建精度较高的特点,提出一种基于屋顶轮廓线的三维建筑模型规则化重构方法.首先分割屋顶并提取屋顶的外轮廓线;接着通过改进的平面拟合提取屋顶的内轮廓线;然后由屋顶内外轮廓线进一步拟合出屋顶平面几何基元;最后,针对屋顶中太阳能、烟囱等的非平面部分,进行补充规则化处理,重构出数据小、噪声少的三维建筑模型.本文方法能够将三维建筑模型自动地重构为规则的建筑体,不依赖用户交互和先验信息.大量实验证明了本文方法的有效性、高效性和鲁棒性.     

笔式三维草图绘制中的轮廓线技术研究*

详细介绍了三维模型轮廓线技术及其检测算法,并深入分析了轮廓线技术在三维草图绘制中的作用;然后设计并实现了一个三维草图绘制系统。该系统提供了用笔绘制三维模型的交互环境,通过轮廓线将三维模型与二维交互手势联系起来,使用户可以自由灵活地操纵和控制三维模型,获得自然、高效的交互体验。     

基于线画图案的三维模型雕刻

基于二维线画图案,提出了一种三维模型表面雕刻方法,实现了简单模型表面复杂线画图案的雕刻.首先对用户输入的二维线画图通过边缘收缩操作提取线条中心线,并将其作为雕刻轮廓线;然后对待雕刻的三维模型进行参数化,将二维雕刻轮廓线离散化并借助参数化映射为三维模型上的离散雕刻线条;再计算模型待雕刻区域上的顶点到三维模型上的离散雕刻线条的距离,对于距离小于特定阈值的雕刻顶点,根据雕刻函数确定顶点平移距离;最后对雕刻顶点沿顶点法向进行平移,得到三维模型的雕刻效果.实验结果表明,该方法能够方便、高效地实现简单三维模型表面的复杂线画图案雕刻效果.     

使用二维轮廓线的扩展元球造型技术

提出了一种基于二维轮廓线与超二次曲面型元球模型的造型方法,以实现简单、快速三维模型原型构造.给定一条二维轮廓线,首先使用圆或椭圆去逼近它.然后对每一个圆或椭圆设置第三个维度的参数,能够获得相应的超椭球体型元球.最后混合所有元球的场,并对所有元球的形状参数进行优化,得到一个解析的元球隐式曲面.通过调整元球的位置或形状参数构造出的曲面能够方便地实现形状的修改.模型的不同组成部分可以在不同的投影平面上勾画轮廓线相似地进行设计.该造型方法支持简单的建模操作,如布尔加、减或准扫成体生成,以生成各种复杂形状的模型.此方法能够广泛地应用在计算机图形学或计算机辅助设计领域中的概念设计阶段的原型设计工作中.     

基于侧影轮廓的三维模型快速重建

提出一种基于侧影轮廓进行三维模型重建的新方法,将传统的三维锥形交叉问题转换成二维轮廓交叉问题。首先,将不同视角下的二维侧影轮廓反投影到若干个平行的三维平面上,然后在三维平面上计算所有反投影轮廓的交叉轮廓,最后对相邻三维平面上的交叉轮廓进行匹配并重建物体的表面。理论分析和实验结果表明该算法的时间复杂度和视角数目呈线性关系。由于该方法主要以增加视角数目来提高模型的精确度,所以比三维锥形交叉的方法能更快速地重建物体精确的三维模型。     

超二维环境下尺寸驱动和参数设计的研究

超二维环境的最大特点在于使用了二维数据表示三维模型，实现了不建立三维模型直接对三维模型的各向投影进行参数设计，直接修改复杂工程图，由于相对三维工程实体，纯二维数据信息量不足，而按以往方法用多视图来弥补，又因视图间缺乏必要联系，无法建立和描述三维信息，因而，超二维模型引入视图投影信息，使之具有一定的三维信息。通过结合当前尺寸驱动和参数设计的现状，在超二维环境下，引和高等画法几何学多视图间的投影原理，     

基于VTK的二维轮廓线的三维可视化重建

可视化工具包(VisualizationToolkit)是一个开放源码、自由获取的软件系统。VTK封装了许多常用的可视化算法,为研究人员提供了极大的便利。本文讨论了二维轮廓线的表面重建算法并利用VTK库在VC 的编译环境下实现了一组轮廓线的三维表面重建。     

面向大规模场景的三维线段检测算法

为了实现大规模重建场景的三维轮廓高效提取,提出了一种基于重投影的三维线段检测算法.在基于二维线段检测器的线段检测与基于运动恢复结构的重建基础上,根据摄像机矩阵对空间点云进行重投影;通过弱匹配关系寻找最佳重投影线段,并利用重投影索引推断出三维线段;最后通过对空间短线段进行延伸获得三维轮廓线,并采用空间点云的平面聚类消除重...     

基于扩展存储过程的软件权限保护系统的研究

随着互联网技术的飞速发展,软件权限保护成为亟待解决的问题.讨论了网络软件使用过程中存在的不同安全隐患,针对软件使用权限的保护措施进行了详细的研究,在阐述扩展存储过程原理的基础上,分析和设计了一种基于扩展存储过程的软件权限保护系统,并给出了主要功能模块.该方案能够较好的兼顾安全性及用户易操作两方面的要求,符合当前软件保护领域的发展要求.     

防雷保护范围的计算机可视化辅助设计方法研究

传统的防雷保护范围设计方法在绘图和计算方面不仅效率低、准确度差,而且容易出现错误。该文针对华南地区的雷电和防雷特点,以AutoCAD为平台研究了防雷保护范围的计算机可视化辅助设计方法。并以整体设计的思路,对现有算法的不足提出了改进方案,跳出现有以两针为单位和以三针为单位进行设计的窠臼,考虑了任意多针、不等高针的保护范围计算及可视化实现的问题,避免了原有算法中的重复计算,提高了计算效率。     

基于二维视图特征的三维重建

在分析现有ＣＡＤ二维参数化设计,三维参数化设计以及三维重建方法的基础上,基于工程图图形的整体宏观性,图形拓扑性及三维视图的投影规律,提出了二维视图特征的概念及一种新的工程图处理方法。     

真实感3D重建中的纹理映射技术

精确的纹理映射是体现模型视觉真实感的关键因素。本文在阐述纹理映射技术原理的基础上,探讨了基于3维激光扫描设备进行3D重建过程中,实现具有高度真实感的纹理映射所遇到的实际问题,提出了基于纹理的模型重构和纹理光照连续性重建算法,解决了纹理图像空间不连续、光照不连续等因素对模型真实感的影响,并通过真实数据的实验对算法有效性进行了验证,为大型户外实体的真实感3D重建奠定了技术基础。     

基于等高线的三角网建模及真实感地形重建

三维地形是自然环境模拟中不可缺少的重要组成部分,具有广泛的应用价值.文中提出了一种基于等高线的三角网建模算法.该算法利用等高线固有的特性及其比邻拓扑关系,将等高线作为特征线并适当增加特征点,改进三角网生长算法,构建带约束条件的狄洛尼三角网.实验采用我国东北某山区的真实等高线数据运用该算法模拟地形.结果表明,该算法具有较高的构网效率,保留了等高线所包含的丰富的地形特征,较好地实现了三维真实感地形重建.     

3D打印模型版权保护技术研究进展

目的 近年来3D打印模型的版权标注和保护引起了研究者的关注,为了全面反映3D打印模型版权保护研究的现状和最新进展,本文对国内外公开发表的主要文献进行了梳理和分析。方法 首先在广泛文献调研的基础上,描述3D打印模型文件和3D打印模型攻击类型,分析3D打印和扫描过程对模型的影响。然后对3D打印模型的版权保护策略进行分类,详细阐述每类方法的基本框架和相关技术特征。最后根据相关文献,将3D打印数字水印方法与传统网格水印算法和抗3D打印—扫描攻击的性能进行比较。结果 基于物理特性的3D模型版权保护技术能对3D打印后的模型嵌入有效的具有一定隐蔽性的版权标识,但在提取微结构体等信息时需要借助一些专用设备,不具有普适性。基于数字水印的方法既能抵抗传统的数字模态下的相似性变换、剪切、噪声、细分、量化、光顺等攻击,又能有效抵抗3D模型的数/模等模态转换攻击,并且高精度的3D打印机和扫描仪能有效提高水印的检测率。结论 3D打印产品是设计者和生产企业的智慧和心血的结晶,包含知识产权。随着3D打印在工业领域的广泛应用,3D打印模型版权保护有着广阔的应用前景和研究价值,但目前针对3D打印模型的版权保护的检测和评估机制存在一些局限性,未来需要构建统一的3D打印模型测试库和3D打印模型水印评测体系。     

基于 AISI 网络的 BIM 三维重建方法研究

自动从点云数据生成建筑信息模型(BIM)一直是建筑自动化领域的研究热点。基于 传统算法的建筑自动三维重建的缺点包括人工设计特征,识别过程复杂,应用场景有限等。随 着三维机器学习领域的不断成熟,处理点云便有了新的手段。通过引入实例分割中的 ASIS 网 络框架对点云进行处理,即从扫描点云场景中自动分割和分类建筑构建元素并得到实例分割矩 阵。接着,基于包围盒假设从得到的实例分割矩阵中提取建筑构件外轮廓参数,并将外轮廓参 数和分割的语义分类结果作为 BIM 建模的构件参数。最后,将这些提取的构件参数输入到自制 的 IFC 生成器中,自动生成基于工业基础类(IFC)标准的 BIM 模型。实验表明,利用无噪点点 云方法,可实现基于曼哈顿世界假设下的室内单房间的三维重建。     

基于单张照片的三维人脸重建优化算法

传统人脸三维重建算法难以确定人脸形状,并且计算复杂。针对此问题,提出一种以水平集方法获取人脸轮廓并结合明暗恢复形状(SFS)算法重建三维模型的方法,该方法仅需单张正面人脸照片。首先采用主动形状模型确定人脸轮廓,将其作为水平集的初始演化曲线,分割出完整的人脸形状;然后对人脸区域进行灰度变换,求出灰度图像;最后通过SFS算法重建已知光照条件的人脸图像的三维模型,将该模型作为参考与灰度图像匹配,进而确定其光照条件和三维模型。实验结果表明,与基于网格模型的算法相比,该方法可快速地重建具有完整形状的人脸模型。     

轮廓线的经纬线连接法

为了减少面绘制中三角面片数量,节省空间,提高重建效果,提出了经纬线连接法。该方法利用夹角对轮廓线进行重采样,并用等比法生成辅助采样点,实现采样点一一对应,连接采样点形成四角面片来组成物体表面,实现三维重建。以一组头部CT图像为研究对象进行实验仿真,仿真分析表明对轮廓线进行重采样,用四边形代替三角形,减少了面片数量,节省了存储空间,重建时间较短,重建效率较高。     

激光三维扫描数据的表面重建

对激光三维扫描系统获得的没有任何附加信息的轮廓线点云数据进行处理，首先采用求最大连通域的方法删除噪声点，利用设定相邻点连线夹角正切阈值的方法精简数据，然后采用基于局部切平面簇的方法对数据点云进行切平面的估算、法向量的调整和计算距离函数，用改进的MC方法输出三维网格，并且应用基于顶点的网格删除算法对三维网格进行简化，在估算切平面的时候采用新的估算原则，提高了重建速度，改善了重建效果，所表述的重建流程，成功地解决了激光扫描系统所得轮廓数据点的表面重建问题。