基于圖像的三維重建(已修改)
2025-05-18 00:33 本頁(yè)面
【正文】 主 講 人： 原 飛 機(jī)器視覺(jué) /空間測(cè)量組 基于圖像的三維重建 一、 應(yīng)用背景 二、 研究現(xiàn)狀 三、 重建流程 11 制造業(yè)與逆向工程 12 影視與娛樂(lè) 數(shù)字化三維模型，能夠給電影和視頻游戲提供豐富素材。 22屆國(guó)際體博會(huì)上，由深圳泰山在線科技公司研發(fā)的首款三維體感互動(dòng)游戲 —— idong地鼠 1997年， Paul Debevec利用圖像重建技術(shù)，成功地出品了電影短片 《 the Campanile》 。 13 文化遺產(chǎn)的保存 對(duì)文物進(jìn)行三維重建操作，以便獲取文物精準(zhǔn)的幾何和色彩信息。 河南省新鄉(xiāng)市輝縣村舍重建圖 龍形紋理門(mén)框的局部重建圖 新疆米蘭古城三維重建圖 21 國(guó)外研究現(xiàn)狀 ① Paul —— 參數(shù)幾何體表示初始模型 ② Steven —— 顏色不變量、順序可見(jiàn)性規(guī) 則重建場(chǎng)景模型 ③ Roberto cipolla—— 三維重建系統(tǒng) PhotoBuilder 22 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 ① 北京交通大學(xué) 袁保宗 提出了，由真實(shí)世界到計(jì)算機(jī)虛擬世界的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。 ② 浙江大學(xué) 劉剛 設(shè)計(jì)了，一個(gè)能繪制出幾何模型和表面紋理的真實(shí)場(chǎng)景交互建模系統(tǒng)。 ③ 中科院自動(dòng)化研究所，開(kāi)發(fā)的 CVSuite，能利用立體視覺(jué)進(jìn)行三維重建。 ④上海交大 馬利莊 提出了一種基于構(gòu)建 Visual Hull，求取物體形狀及表面反射屬性的方法。 23 重建軟件 ① 3DmeNow ② Canoma ③ PhotoModeler和PhotoModeler Scanner ④ ImageModeler 三維重建的四種主要方式： 1 基于圖像 2 使用探針或激光讀數(shù)器逐點(diǎn)獲取數(shù)據(jù) 3 三維物體的斷層掃面 4 光學(xué)三維掃描儀 基于圖像的重建方式，應(yīng)用范圍廣泛，精度比較低。 使用探針或激光讀數(shù)器逐點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行整體三角化，此類(lèi)方法測(cè)量精確，但速度很慢，難以在短時(shí)間內(nèi)獲得大量數(shù)據(jù)。 根據(jù)三維物體的斷層掃面，得到二維圖像輪廓，進(jìn)行相鄰輪廓的連接和三角化，得到物體表面形狀。 應(yīng)用硬件光學(xué)三維掃描儀獲得物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)行重建獲得物體的整體表面信息。 基于圖像重建流程 紋理貼圖 圖像匹配 1 攝像機(jī)標(biāo)定 圖像校正 匹配 2， 計(jì)算視差 點(diǎn)云對(duì)齊， 拼接 曲面重構(gòu) 空間點(diǎn)的獲取 黃色：任意位置 綠色：平行位置 圖像校正 ① 圖像校正的目的 圖像校正 極線不平行 極線交于極點(diǎn) 極線平行 極點(diǎn)無(wú)窮遠(yuǎn) 相機(jī)任意位置 圖像未校正 相機(jī)平行 校正圖像 需計(jì)算極線方程 影響運(yùn)行效率 不需進(jìn)行極線 提高效率 1 1 1p U p?2 2 2p U p?1p② 圖像校正的原理 圖像校正的過(guò)程，就是對(duì)里兩幅圖像分別進(jìn)行二維的變換。 將這種變換記為
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