基于圖像的旋轉體文物重建系統(tǒng)的研究與實現.pdf

1、博物館是收集、保護和展示各種重要文物的場所,但展覽空間有限,在實現資源共享、傳播古老中國文化方面存在諸多限制。隨著計算機和網絡的發(fā)展,用數字化手段建成基于網絡的數字化博物館系統(tǒng),可以較好地解決這些問題。而文物的三維重建技術則是數字化博物館建設中最關鍵的技術之一。
　　 旋轉體是文物中比較常見的一類。在出土的大量文物中,許多陶器、瓷器、鐵器、銅器等都是旋轉體,旋轉體的三維重建技術在文物保護、展示等方面具有重大意義。因此,研究如何從

2、現實世界直接和快速地重建旋轉體的三維模型,逐漸成為計算機圖形學和計算機視覺領域的研究者努力的目標。
　　 根據使用設備的不同,旋轉體的三維重建主要可以分為兩類方法:基于三維掃描的方法和基于二維圖像的方法。前者能夠精確獲取旋轉體的三維點云模型,但具有代價昂貴、使用方法具有侵略性、適用范圍受限、數據采集不完善等缺點,并不適用于旋轉體文物。后者則以使用攝像設備的方法為主,具備成本低、設備靈活、彩色紋理獲取簡單等特點。基于二維圖像的方法

3、也主要有兩類:一類是由二維圖像重建出三維點云模型,再進行表面重建,不但適用于旋轉體對象,也適用于其它現實物體,但獲取的點云模型通常存在噪聲多、數據點稀疏不完整等問題。另一類充分利用了旋轉體特有的幾何結構,通過二維圖像直接估計旋轉體的旋轉軸和母曲線,是旋轉體三維重建研究的主流方法,但通常難以獲取完整的紋理信息。
　　 本文在前人工作的基礎上,研究設計基于多幅圖像的旋轉體文物重建系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用價格較低的照相機設備取代三維掃描儀來獲

4、取三維點云模型,既可以解決三維掃描儀設備價格昂貴的問題,還能獲取到完整的紋理信息。同時充分利用旋轉體固有的幾何特性,通過計算旋轉軸和母曲線重建三維表面模型,比通用的重建方法更有針對性,能有效處理點云模型獲取過程中遺留下來的噪聲多、數據點稀疏不完整等問題。
　　 本文的主要工作包括以下幾個方面:
　　 1)利用旋轉體結構上特有的幾何特性,研究并實現基于圖像的旋轉體文物重建系統(tǒng),并對系統(tǒng)中采用的關鍵技術進行研究,分析實驗結果