建筑工程图的图形理解与三维重建算法研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:qiuxi1984
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在图形视觉领域,由于人们对感官要求的不断提高,传统的二维图形正在逐渐的被三维图形所替代。一直以来人们都在不断利用计算机制作渲染三维模型,并将其应用到电影、机械、医疗等各项领域。自上个世纪末以来,已有许多人开始从事建筑领域的三维建模研究。但是传统的三维建模主要依赖于人的手动操作,只有具有建模方面知识的人才能够制作完成。鉴于三维模型的普遍应用以及三维建模的复杂性,自动三维重建技术逐渐受到人们的重视。三维重建是指不依赖于或尽量少依赖于人的手工操作,将二维图形还原为三维模型。此技术较早出现在机械工业,现在已逐步延伸到各个领域,其中建筑图纸的三维还原也是一个较新的研究热点。本文是作为“楼宇消防系统及消防人员定位网络的3D可视化”项目的关键技术之一提出的。整个项目的目的是实现火灾目标的检测及火势蔓延的情况,以及消防人员位置的准确定位,并将以上信息反映在可视化的3D楼宇模型中,供指挥中心的人员进行实时准确的救灾指挥。文中针对平面图中反映出的图形信息,采用模式识别的方法及计算机图形学的知识,对二维建筑平面图进行数据信息的分析及三维还原,构建完整的三维模型。本文通过仔细分析DXF格式的建筑平面图文件,并在参阅大量相关文献以及进行实验的基础上,提出了一套三维重建方案,其中主要包括信息提取阶段,构件识别阶段和三维建模阶段。根据分析不同人作图的特点,构件识别部分主要分两种情况讨论,一种是直线画法平面图的构件识别,另一种是多线画法平面图的构建识别。由这两种不同画法得到的平面图虽然外观上完全相同,但是数据存储方式完全不同,因此本文针对这两种情况各提出了不同的识别算法。在平面图构件准确识别的基础上,然后通过OpenGL对其进行三维建模。对建好的三维模型添加光照纹理等功能,从而实现较好的视觉效果;另外添加模型的旋转、缩放、移动等功能,实现模型的全方位观察,总体较好的实现了建筑平面图的三维重建。
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