三維模型獲取及網(wǎng)格簡化算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，三維模型因其較二維圖像更為接近現(xiàn)實(shí)、更符合人類視覺習(xí)慣和更生動(dòng)直觀的立體效果，廣泛地應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、文物考古、醫(yī)療成像系統(tǒng)以及影視游戲等領(lǐng)域中。隨著三維獲取技術(shù)的發(fā)展，獲取的三維模型數(shù)據(jù)量也伴隨著高速增長，對計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、繪制顯示、處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)忍岢隽撕芨叩囊蟆Ｖ档米⒁獾氖?，在一些情形下并不需要如此高分辨率的?xì)節(jié)模型。因此，本文在分析三維模型獲取技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用基于Bumblebee2雙目立體視覺系統(tǒng)來

2、獲取三維數(shù)據(jù)。此外，闡述三維網(wǎng)格模型簡化理論，分析當(dāng)前簡化算法的優(yōu)劣，提出了一個(gè)改進(jìn)的簡化算法，較好地折中三維模型的大數(shù)據(jù)量和計(jì)算機(jī)的處理能力。
　　本文首先介紹了研究背景和研究意義，介紹了三維模型獲取技術(shù)及三維網(wǎng)格模型簡化的研究現(xiàn)狀，討論了雙目立體視覺三維重建及關(guān)鍵的處理步驟，包括攝像機(jī)標(biāo)定、圖像預(yù)處理、立體匹配和三維重建等主要環(huán)節(jié)，并詳細(xì)介紹了使用Bumblebee2雙目攝像機(jī)獲取立體圖像對及進(jìn)行上述三維重建的每個(gè)步驟，從而獲

3、取到三維數(shù)據(jù)。其次，分析了三維網(wǎng)格模型簡化中經(jīng)典QEM算法存在的不足，提出了一個(gè)基于不平度的邊折疊網(wǎng)格簡化算法，通過定義基于頂點(diǎn)法矢量的不平度作為權(quán)值并嵌入到QEM算法的二次誤差測度中，使得誤差測度不僅能度量距離偏差，而且能反映模型局部表面重要幾何細(xì)節(jié)特征，在大規(guī)模簡化之后仍能很好地保持模型的重要細(xì)節(jié)特征。
　　在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于OpenGL的三維網(wǎng)格模型簡化系統(tǒng)，并利用三維人臉網(wǎng)格模型和兔子網(wǎng)格模型將本文算法與QEM算法