三維點(diǎn)云模型輪廓線的繪制.pdf

1、輪廓線在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別中占有重要地位，它是表示物體形狀最重要的因素之一。在非真實(shí)感繪制中，能夠用輪廓表達(dá)出藝術(shù)的效果；在計(jì)算機(jī)視覺(jué)和模式識(shí)別中，輪廓是識(shí)別物體的非常重要的特征之一。因此，如何提取物體的輪廓線，一直是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。 物體點(diǎn)云模型是利用三維掃描儀對(duì)物體進(jìn)行掃描得到的物體表面的直接采樣點(diǎn)，是對(duì)物體表面的幾何屬性最真實(shí)地記錄。由于點(diǎn)云模型不需要存儲(chǔ)和保持物體表面的連接信息，與三角網(wǎng)格

2、點(diǎn)模型相比，點(diǎn)云模型在表示比較復(fù)雜或動(dòng)態(tài)變化的形狀時(shí)有著更多的靈活性。近年來(lái)，基于點(diǎn)云模型的數(shù)字幾何處理技術(shù)越來(lái)越受到人們的關(guān)注。 本文主要研究如何快速獲取點(diǎn)云模型上的輪廓點(diǎn)，并將獲得的離散的輪廓點(diǎn)連接成為一條連續(xù)的3D輪廓線。本文的主要貢獻(xiàn)有： 1、提出了利用高斯球獲取點(diǎn)云模型輪廓點(diǎn)的方法。由于點(diǎn)云數(shù)據(jù)是無(wú)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，如何快速判斷哪些點(diǎn)落在物體輪廓上是獲取輪廓線的首要問(wèn)題。本文根據(jù)平行投影和透視投影兩種不同情況，將物體

3、表面頂點(diǎn)的法向向量分別向三維、四維空間高斯球上映射，利用層次劃分快速判斷三維點(diǎn)云模型上的輪廓點(diǎn)，從而實(shí)時(shí)獲取物體表面輪廓上的點(diǎn)。 2、提出了一個(gè)基于圖結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云模型上輪廓線的獲取算法。在獲取輪廓點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用點(diǎn)的原始位置信息，將鄰近點(diǎn)連線形成圖表示的初始輪廓線，利用最小生成樹(shù)、短邊剪枝、光滑等幾個(gè)步驟進(jìn)行處理，形成最終的光滑輪廓線。 實(shí)時(shí)獲取三維點(diǎn)云模型上光滑的輪廓線，對(duì)物體的實(shí)時(shí)非真實(shí)感繪制，物體的識(shí)別等提供了基礎(chǔ)，