本文關(guān)鍵詞：基于深度相機(jī)Kinect的植物葉片重建研究　出處：《江蘇大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 植物建模 Kinect 點(diǎn)云簡(jiǎn)化 曲面重建 多密度重建

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和圖形處理技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)越來(lái)越廣泛運(yùn)用于人們的日常生活中,包括科幻影視、體感游戲、智能穿戴等。而虛擬植物建模研究作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的重要組成部分,也一直在不斷發(fā)展。從早期分形與L系統(tǒng)等經(jīng)典植物建模方法,至基于圖像的植物建模方法,再到現(xiàn)今基于點(diǎn)云的植物建模方法,模型在運(yùn)行速度與真實(shí)感方面都得到了極大的提高。本文以植株的葉片作為研究對(duì)象,提出基于有限細(xì)節(jié)多密度點(diǎn)云加密植物葉片建模算法。首先通過(guò)深度相機(jī)Kinect掃描獲得葉片信息,其中包含深度數(shù)據(jù)和顏色數(shù)據(jù),并針對(duì)掃描中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題提出相關(guān)的研究方法,最終得到植物葉片模型。具體研究的相關(guān)內(nèi)容為:(1)通過(guò)Kinect獲得植物單葉片點(diǎn)云模型,在初始的去噪、匹配等預(yù)處理操作以后,針對(duì)葉片點(diǎn)云提出一種基于RGB的點(diǎn)云遞減簡(jiǎn)化方法,該方法結(jié)合傳統(tǒng)的包圍盒算法能使簡(jiǎn)化后的點(diǎn)云顏色過(guò)度更自然,并且有效分離粘合葉裂。(2)結(jié)合隱式函數(shù)曲面重建原理,將基于RGB信息遞減簡(jiǎn)化后的葉片點(diǎn)云采用Poisson曲面重建算法,結(jié)合原始點(diǎn)云的曲面重建,分析其相似程度、重建細(xì)節(jié)效果以及重建時(shí)間空間性能等。(3)在基于人眼視覺識(shí)別的局限性上提出一種有限細(xì)節(jié)多密度點(diǎn)云重建算法,與傳統(tǒng)的網(wǎng)格重建算法不同,主要通過(guò)以點(diǎn)代面不斷細(xì)化點(diǎn)的密度來(lái)產(chǎn)生視覺誤差上的模糊曲面,實(shí)驗(yàn)證明其重建效果和速度在一定程度上優(yōu)于網(wǎng)格重建。(4)將研究的內(nèi)容以模塊化的方式,結(jié)合OpenGL圖形庫(kù)和Qt GUI編程,構(gòu)建出交互式的葉片點(diǎn)云簡(jiǎn)化、曲面重建、多密度重建的原型系統(tǒng),并根據(jù)用戶需求設(shè)置相關(guān)參數(shù),更直觀、更豐富地展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[Abstract]:With the further development of computer hardware technology and graphics processing technology, virtual reality technology is more and more widely used in people's daily life, including science fiction film and television, body sense games. As an important part of computer graphics research on virtual plant modeling has been developing continuously from the early fractal and L system classical plant modeling methods. To the image-based plant modeling method, and now the point cloud-based plant modeling method, the model has been greatly improved in terms of speed and realism. In this paper, the plant leaves as the research object. A modeling algorithm based on finite details and multi-density point clouds is proposed. Firstly, the leaf information is obtained by depth camera Kinect scanning, which includes depth data and color data. Finally, the plant leaf model is obtained. The specific research content is: 1) the single leaf point cloud model of plant is obtained by Kinect. After the initial de-noising, matching and other pre-processing operations, a point cloud decrement simplification method based on RGB is proposed for the blade point cloud. This method combined with the traditional bounding box algorithm can make the color of the simplified point cloud more natural, and can effectively separate the splits of the splits.) combined with the principle of surface reconstruction of implicit functions. The blade point cloud which is simplified by decreasing RGB information is reconstructed by using Poisson surface reconstruction algorithm, and the similarity degree is analyzed by combining the surface reconstruction of the original point cloud. Based on the limitations of human visual recognition, this paper proposes a finite detail multi-density point cloud reconstruction algorithm, which is different from the traditional mesh reconstruction algorithm. The fuzzy surface on the visual error is produced mainly by using the point surface to refine the density of the point continuously. Experiments show that the reconstruction effect and speed is better than that of mesh reconstruction to a certain extent.) the contents of the study are modular, combined with OpenGL graphics library and QT GUI programming. An interactive prototype system of point cloud simplification, curved surface reconstruction and multi-density reconstruction is constructed, and the relevant parameters are set up according to the user's needs. The experimental results are more intuitive and abundant.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41

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本文編號(hào)：1388846