浅议基于点云的非真实感绘制技术研究

《浅议基于点云的非真实感绘制技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、山东师范大学硕士学位论文基于点云的非真实感绘制技术研究姓名：范华申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：秦茂玲20080410山东帅范大学硕上．学位论文摘要随着三维扫描技术的出现并不断发展成熟，点云己经成为三维模型的主要表现手段之一。点云模型由于其数据获取方便、数据结构简单等优点，在表现具有丰富几何细节的模型，比如雕像和不规则形状的物体方面，尤其具有独特的优势。点云的表面信息是相当丰富的，包括空间三维位置坐标、法向量、大小、色彩、纹理和透明度等等。并且，点云曲面是真正意义上的自由曲面，它可以表达任意形体。为此，研究点云己成为近年来相关学者研究的热点之一。点云数据

2、是通过三维扫描仪对空问物体进行采样得到的物体表面的直接采样点，是对物体表面的几何属性最真实的记录。日日订基于点云模型的数据处理主要包括：数据压缩与传输，几何建模，特征轮廓检测，绘制体系等。在非真实感绘制的三维形体中，轮廓线传递了非常重要的几何信息。轮廓线的获取对于三维物体的形状描述以及审美都是必需的，它刻画了三维模型的基本外观，艺术家和设计者因此经常通过显式地绘制轮廓线，或者通过在轮廓边缘加强对比来突出物体的轮廓特征。很多手工绘制的3D场景为了突出设计者的设计意图，也经常通过简化某些不是：{}常关心的局部细节和加粗轮廓线来表现模型的重要几何特征。因此，轮廓线狭取技术在j{

3、}真实感绘制中占有重要的地位。点云数据本身是无拓扑关系的离散数据点集，所以，为了方便和加速后期非真实感绘制(NPR)风格化所需轮廓点的提取，首先对点云数据进行了“粗略”地简化处理，即剔除点云数据中非轮廓点保留了其轮廓点和特征点；然后应用判定准则提取出所表示物体的轮廓点并对其进行“归并”形成便于NPR风格化处理的特征轮廓线；最后再对得到的轮廓线进行NPR风格化效果“加密”处理。这即是本文研究的重点和基于点云的非真实感绘制技术研究的基本流程。本文是在点云数据上直接进行非真实感绘制技术的相关处理，并且在非真实感绘制时主要利用了物体的轮廓点和轮廓线在NPR中的重要作用。其中，文章

4、的主要研究内容和贡献表现在以下几个方面：1、点云数据的简化：为了进行非真实感绘制(NPR)风格化效果处理，借助了轮廓点所“归并”形成的轮廓线，而在提取物体特征轮廓点之前先对点云数据进行了“粗略”地简化处理。在简化预处理中提出利用点间法向变化率来剔除物体非特征轮廓点的方法。2、点云数据轮廓点的提取及其“归并”：利用物体的曲率特性从上述简化处理后的点云数据巾提取出物体的特征轮廓点；并且，为了有效地进行最后的非真实感绘制(NPR)风格化效果“加密”处理，将轮廓点根据其“走向”归并为物体特征轮廓线。3、非真实感绘制(NPR)风格化效果处理：对点云数据在进行NPR风格化效果处理中，

5、提出对上述所得轮廓点进行“加密”处理的方法，完成了对物体特征轮廓线的加料，加强了物体几何形状特征的边界对比。该过程通过加粗轮廓线来表现物体模型的重要儿何特征，取得了良好的视觉效果，并给人以美感。4、实验平台环境和过程：所用实验平台环境为：CPU类型：英特尔酷睿核心的奔腾E21／10山东师范人学硕l：学位论文双核处理器，1．6GHz的主频；内存类型：两条会士顿1GDDR2667；显卡：ATI公司最新AGP版高性能绘图显示卡x850xT；硬盘：希捷7200．10250GB。在上述硬件平台下，利用VisualC++6．0和0penGL对文中算法进行了验证和测试，取得到了预期的效

6、果。关键字：点云；点云简化；轮廓点；轮廓线；非真实感绘制(Non—Photorealisticrendering，NPR)；J)叱格化分类号：TP391山东师范人学硕I：学位论文AbstractWiththerapiddeVelopmentof3Dscanningtechn0109y，Pointcloudhasbe(：omeoneofthemostpopular3Dmodelingtechniques．Forpointcloudmodels，thE、dataiseasiertoacquireanditsdatastructureismuchsimplerthantradi

7、tionalmeshmodels．Withtheseadvantages，pointcloudisverygoodatreprcsentingextremelylargeorcomplexmodels，suchassculptureandotherirregularshapedobje(：ts。ThesurfaceinformationofapointcloudmodelisVeryabundant．Itcaninclude：position，normal，size，c010r，textureandtransparencyet