点云模型绘制及轮廓提取技术研究

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1、河北工业大学硕士学位论文点云模型绘制及轮廓提取技术研究摘要近年来，由于计算机技术及三维扫描测量技术的飞速发展，我们可以很容易采集到物体表面大量密集的三维点云数据，如何有效地存储、处理这些点云数据，利用它表示、绘制三维物体成为了计算机图形学中一个新的研究热点，它在计算机图形学、计算机动画、计算机辅助设计、科学计算可视化等众多领域具有广泛的应用，实践已经证明基于点的模型是多边形网格模型的有益补充。但基于点的图形学属于新的研究方向，在很多方面需要进一步完善。本文针对点云模型的绘制进行了研究，所完成的工作如下：1．针对现

2、有的点云绘制算法当视点靠近物体时会产生严重的图形走样，提出了一种根据绘制元素在屏幕上投影个数（可近似看作根据视点与物体的距离）来进行动态绘制的算法，实验表明这样可以有效改善基于点的绘制在局部被放大时产生的严重的走样现象。2．针对点云模型，提出了一种新的轮廓线获取算法，本方法特别适用于大规模场景的快速实时轮廓线获取。本算法在提取轮廓时，首先根据结点信息进行可见性和细节层次选择，接着由轮廓点判定公式判断是否为轮廓点，最后结合该结点的法向和视线方向绘制轮廓。实验表明本算法即使在普通的PC机上也表现出较好的实时性和交互性

3、。3．对点云表示的物体，目前有很多种方法可以进行真实感绘制，代表性的方法有QSplat方法和Surfel方法。由于点模型抛弃了参数化，原先基于网格模型的纹理映射方法很难直接应用到点模型上，本文结合点模型的特点，尝试了几种在点模型上添加纹理的方法。关键词：基于点的建模；适时性与交互性；局部绘制；轮廓；纹理；iv点云模型绘制及轮廓提取技术研究THERENDERINGANDSILHOUETTEEXTRACTIONOFOBJECTSBASEDONPOINTCLOUDSABSTRACTInrecentyears,witht

4、herapiddevelopmentsofthescienceandtechnologyofcomputerandmeasurement,wecaneasilyacquirealargeamountsofthree-dimensionalcoordinatedataonthesurfaceofanobject,so,howtoeffectivelystore,processandrenderthesepointclouddatahasbecomeanimportantresearchareaincomputerg

5、raphics.Point-basedgraphicshasawiderangeofapplicationsincomputergraphics,computeranimation,computer-aideddesign,scientificvisualizationandotherfields.Ithasbeenprovedthatthepoint-basedmodelisausefulsupplementtopolygonmeshmodel,especiallywhendealingwithcomplexa

6、nddynamicscenes.However,point-basedgraphicsisanewresearchareaincomputergraphics,itneedstobefurtherimprovedinmanyaspects.Inthispaper,therenderingofthepointcloudsisstudied,andthemaincontributionisasfollows:1、LocalRendering:Theexistedrenderingalgorithmofpointmod

7、elscancauseobviousaliasingwhentheview-pointisclosetotheobject.Toreducesuchaliasingphenomenon,adynamicrenderingalgorithmisproposedaccordingtothenumberofrenderingelementswhichisprojectedtothescreen.Experimentsshowedthattherendingqualityisimprovedbythisalgorithm

8、whenzoomingintheobject.2、ExtractionofSilhouette:Anewalgorithmforacquiringsilhouettefrompointcloudimagesisproposed,whichisparticularlyapplicabletoreal-timeandinteractivesilhouetterendering