多视图三维重建中的几何建模和纹理映射

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三维重建是计算机视觉与计算机图形学领域一个重要的且富有挑战性的研究课题。此类技术致力于重建真实世界中的单个物体或者大规模场景,以期能在计算机环境下进行可视化的展示。  本文将主要研究基于图像序列的三维重建的后端技术,即目标物体的几何建模和纹理映射。这两部分是多视图三维重建的最核心模块,直接关系到重建模型的最终视效,对算法和系统成败具有关键意义。本文的研究工作扼要如下:  (1)三维物体的表面点云生成首先通过基于面片的立体视觉算法,获得目标物体几何表面的初始点云,然后利用基于八叉树的可视化外壳点云进行优化。通过这两种技术创新性的融合,我们将获得一个高质量的点云,不仅能恢复出物体的凹陷和孔洞,还能恢复出物体的细长部分、低纹理及高光区域。  (2)三维物体的几何造型建模研究从点云到网格的诸多算法。首先阐述基于泊松方程的表面重建技术,然后分析基于全局优化的形状拟合技术,并提出了改进方案。最终算法不仅能很好地去除噪声点云的干扰,还能准确网格化物体的细节部分。  (3)高真实感的无缝纹理重建提出了一个新颖的三维模型纹理重建框架。首先通过Graph Cuts计算出一个最优的纹理区域分块,在保留纹理细节和维护颜色一致性上做到良好的平衡。然后利用多频带融合技术消除残余的纹理接缝。同时还要考虑自遮挡、纹理错位、高光等问题。  
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