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三维重建中插值建模及其可视化的研究

刘家胜  
【摘要】: 由二维图像重建出三维的景物(即三维重建)是图象处理、数字摄影测量和计算机视觉等众多领域的一个非常热门的研究课题,它集计算机技术、计算机图形学、图像处理技术、显示技术等诸多高新技术于一体。随着计算机软、硬件的发展以及图形、图像等技术的不断成熟,三维重建技术日趋完善,其应用范围也越来广。 立体匹配技术主要解决图像的对应点问题,这是一项关键技术,因为找到了图像对的对应点后即可由立体成像原理求取该对应点的视差,进而求出景物的深度信息。因为景物的相互遮挡以及立体匹配算法的限制,由图像对往往并不能恢复所有点的深度信息,而只能得到一些稀疏的数据点,所以插值成了三维建模中一个很重要的环节,本文在比较其它算法的基础上提出了一种基于Delaunay三角剖分的高斯小波插值算法,该算法只有计算简单,插值效果好的优点,而且它还克服了其它算法中要定义权重和估计参数的缺点。 通过插值建立它的三维模型后,要得到真实感图像,还必须对三维模型施以绘图变换、消隐、光照、纹理映射等处理。绘图变换主要解决景物整体的平移、旋转、对称、缩放、投影等以便更好地观察。消隐可以消除图形的二义性,它是得到场景真实感的一个很重要的方面。但仅对场景进行隐藏面消除所得到的图像真实感是远远不够的,在第四章中,介绍如何处理物体表面的光照明暗效果,通过使用不同的色彩灰度,来增加图像的真实感,这也是场景图像真实感的主要来源。用前面介绍的这些方法生成的物体图像,往往由于其表面过于光滑和单调,看起来反而不真实,要增加它的真实感,还必须对物体的表面加上它的表面细节,即各种纹理。通过纹理映射技术,可以把二维纹理变换到三维物体的表面,形成最终的图像,使你看到一幅真实感很强的三维景象。


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