论文摘要
随着计算机技术以及三维数字成像软硬件技术的飞速发展,三维表面重建技术越来越受到人们的关注,应用也越来越广泛。三维表面重建技术可以概括为获取三维点云数据信息,对三维点云数据信息进行处理和基于点云数据信息完成三维表面重建。三维点云数据的收集作为三维表面重建的第一步,是整个重建过程中数据的来源,其精确与否直接关系到重建结果的精确度。在已知点云数据的情况下,实现表面重建,涉及到计算几何、拓扑学、以及计算机图形学等多领域的知识。因此,三维表面重建的研究具有重大理论研究意义和现实应用意义。本文立足于使用常用设备,即普通光学摄像机或照相机,在通常条件和相对简单背景环境下,利用微型计算机快速准确完成三维表面重建。主要目的是重建人体表面三维模型,重点放在点云数据的获取原理、获取过程和人体表面三维重建的研究。主要工作包括以下部分。首先论述使用基于单一相机(摄像机)通过物体轮廓提取,重建三维表面模型的算法原理。随后对算法进行修改,使之适合本文所使用的重建设备和环境,并通过实验验证算法的正确性,给出实验结果。通过实验,进一步发现算法中存在的问题,对算法进行进一步改进,并对算法的误差和实验中可能出现的错误引进行了定性讨论。根据改进后的算法,分析了人体模型的特点,对人体模型进行划分。根据划分的不同模型,研究了不同模型在三维表面重建过程中的特点并对这些模型进行了三维表面重建。