基于多视图的交互式机械建模

摘要

三维建模一直是计算机图形学研究领域的热点问题，三维模型被广泛应用于逆向工程、影视娱乐、虚拟现实、科研、军事、文物保护和三维打印等领域。三维建模已经有几十年的历史，最近几年不断提出了新的交互式建模方法，这表明该课题仍然具有很大的困难和挑战，同时也是一个十分活跃的领域。目前常用的三维建模方法有：基于交互式软件手工创建如MAYA、3D Studio Max、SoftImage和CATIA等；基于仪器获得物体表面的数据，重建物体的三维模型，如三维扫描仪、数码摄像相机和CT等，如基于多视图的建模，即利用数码相机拍摄一组场景照片，从乱序图像序列中获取场景中的三维模型。
　　本文主要是针对机械模型进行建模，机械模型一般由简单的基元部件(如：齿轮、圆柱、长方体和平面等)构成，基元部件经过机械装配组成比较复杂机械系统，机械系统往往会存在重复的基元部件。机械模型基元部件之间具有较强的运动链接关系，因而各个基元部件之间又存在着类如平行、垂直、共线和共面等的几何关系。机械模型基元部件之间往往存在遮挡问题，本文采用基于多视图的三维建模方法有效的解决了基元部件之间的遮挡问题。机械建模的瓶颈在于设计师要花费大量的时间和精力来打造高品质的三维模型。尽管机械建模还受其它因素的影响，本文仅围绕着快速、高效的机械模型建模展开研究和探讨。提出了一种基于多视图的交互式机械模方法，系统的输入是一组机械模型照片序列，因此能够有效的处理三维建模过程中机械部件之间的遮挡。在交互式建模过程中，用户只需选择一个视图，通过简单的画几笔就能完成对基元部件的建模。当所有基元部件建模工作分别完成以后，进行几何关系优化以提高生成模型质量。生成的三维模型不仅包含基本的几何信息，而且包含机械运动结构信息。实验结果表明，我们的系统不仅可应用于简单的机械玩具建模而且还可以应用于真实的机械的物体。

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1 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容

1.4论文的组织结构

2 相关技术

2.1多视图几何基础

2.2相机标定

2.3运动到结构

2.4本章小结

3 基元部件建模

3.1系统流程

3.2深度值计算

3.3基元部件参数化

3.4基元部件的创建流程

3.5本章小结

4 几何语义优化

4.1几何语义表达

4.2几何语义检测

4.3几何语义关系约束优化

4.4本章小结

5 实验平台与结果

5.1软硬件平台

5.2实验结果

6 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文

个人简历

在学期间发表的学术论文

致谢