基于單幅圖像的交互式三維建模方法研究.pdf

1、隨著虛擬現(xiàn)實、3D打印等技術(shù)的迅速發(fā)展，三維模型廣泛應(yīng)用于場景建模，機器人導(dǎo)航，文化遺產(chǎn)保護等不同領(lǐng)域。許多這樣的應(yīng)用場景需要從現(xiàn)實世界中獲取三維模型。傳統(tǒng)的基于三維建模軟件和采用儀器設(shè)備獲取深度信息的建模方法在建模的過程中由于操作復(fù)雜繁瑣，效率較低，已無法滿足日益增長的建模應(yīng)用需求。因此，如何快速、直接地基于真實世界構(gòu)建場景的三維模型是當(dāng)前面臨的一個重要問題。圖像作為一種快速捕獲周圍世界的媒介，是三維建模的重要資源?；趫D像的建模技術(shù)

2、具有數(shù)據(jù)獲取廣泛，建模效果真實感強等特點，一直以來是計算機圖形學(xué)和計算機視覺等領(lǐng)域的研究熱點。由于透視投影的影響，圖像缺失三維場景的深度信息，在不引入先驗信息的情況下，根據(jù)單幅圖像構(gòu)建目標(biāo)物體的三維建模仍是一個巨大的挑戰(zhàn)。
　　本文基于這一普遍存在的性質(zhì)提出了一種交互式單幅圖像建模方法，將建模問題劃分為語義任務(wù)和幾何任務(wù)。語義任務(wù)由人類高層次的認(rèn)知能力實現(xiàn)，包含目標(biāo)物體的分割、識別，通過拖動幾何基元到圖像相應(yīng)部分實現(xiàn)基元匹配，計算

3、機自動調(diào)整基元參數(shù)以擬合目標(biāo)物體；幾何任務(wù)包含推斷各基元之間的幾何語義關(guān)系，在滿足這些約束關(guān)系的前提下聯(lián)合優(yōu)化所有基元參數(shù)，確定各基元之間的位置關(guān)系，這是一個非凸優(yōu)化問題，需要大規(guī)模的計算。本文的建模方法將人的語義識別能力和計算機在計算方面的優(yōu)勢相結(jié)合，根據(jù)用戶少量的輔助交互，從未標(biāo)定的單幅圖像中快速構(gòu)建出具有真實感的三維模型。實驗表明，構(gòu)建的三維模型由幾何基元組成，包含各部件之間的結(jié)構(gòu)信息，具有輕量化、易存儲的特點，并可對模型進行部件