基于二维视图信息的三维实体重建方法研究

摘要

在机械、建筑等领域,根据正投影原理得到的实体三视图一直都是早期阶段表达三维实体结构和形状的重要手段。但是对于三视图的识别,需要工程人员具有丰富的抽象思维能力和深厚的工程制图知识。三维实体模型弥补了二维视图的缺陷,并具有直观真实的效果,而且包含完整的几何和拓扑信息,便于查看、操作和修改,对零件组装和建筑漫游等后期制作奠定了坚实的基础。因此,研究基于二维视图信息的三维实体重建具有重要的理论和现实意义,它不仅将二维图纸信息或者工程三视图转换为三维实体模型,更有利于三维重建的后期发展和应用。
　　本文通过对DXF文件格式的分析和接口的建立,读取并提取数据文件中的有用图元信息,并用于三维模型的重建,详细描述了三维重建的预处理过程。在对现有的视图分离方法分析的基础上,在包围盒视图分离方法的基础上加以改进,采用使用扫描线视图分离方法,将工程视图划分为主视图、左视图和俯视图三个重要区域,减少视图分离过程中的基本图元的逐个匹配,有利于后期的视图数据处理。然后将坐标转换得到的空间投影坐标做特征点的匹配,并通过分析三维实体的数据结构,建立有利于三维重建的视图数据结构,将自底向上的点、线、面数据结构转化为点、面的数据结构,用点节点表达线节点,建立点和点环之间的直接联系,减少数据的存储。
　　在模型构造时,总结自底向上的构造三维模型的方法,结合三维实体模型的结构,针对正投影下的简单规则多面体,提出基于面切割的三维模型重建方法,避免了产生过多余解的过程,减少了删除假元的操作,并最终通过真实感渲染技术的应用,得到实体的三维真实模型。
　　本文通过针对平面实体的二维视图信息的三维重建的研究,在总结已有的预处理和重建方法的基础上,采用适合平面体的高效的三维模型重建方法,并给出了平面实体的重建结果。

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1 绪论

1.1 三维重建的研究背景

1.2 三维重建的研究现状和发展

1.3 三维重建的研究意义

1.4 论文的内容安排

1.5 本章小结

2 三维重建的基础理论

2.1 数据文件的有关知识

2.2 三维重建的理论基础

2.3 三维重建的开发工具

2.4 本章小结

3 三维重建的数据文件及其接口

3.1 数据文件的来源

3.2 图形交换文件的说明

3.3 数据文件的接口

3.4 本章小结

4 三维重建的数据预处理的研究

4.1 数据预处理的步骤

4.2 投影视图的划分方法

4.3 视图坐标转换的过程

4.4视图数据结构的设计

4.5 视图特征点的匹配

4.6 本章小结

5 三维重建的模型构造和真实感技术

5.1 三维模型重建的概述

5.2 构造实体的三维模型的方法

5.3 三维重建的系统框架和真实感渲染

5.4 本章小结

6 总结和展望

6.1 全文总结

6.2 未来研究展望

参考文献

作者简历

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