本文選題：可視外殼　切入點：三維重建　出處：《計算機輔助設計與圖形學學報》2017年01期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：針對現(xiàn)有的基于圖像的三維重建方法難以實現(xiàn)真實物體的快速三維重建,無法滿足虛實交互等應用需求的問題,提出一種基于GPU并行計算的實時三維重建及其虛實交互方法.首先把物體所在空間剖分成具有數(shù)據(jù)獨立性的體素集合,結合可視外殼重建算法和精確行進立方體算法并行遍歷每個體素得到體素狀態(tài)序列;然后并行壓縮體素狀態(tài)序列得到非空體素集合,對非空體素進行并行三角形網(wǎng)格化,并利用圖形硬件的多重紋理映射和可編程功能進行基于像素的紋理映射;最后假定虛擬物體的粒子為運動受限的拉格朗日流體粒子,重建物體網(wǎng)格頂點為流體邊界,通過流體動力學方程的并行光滑粒子動力學方法求解來計算虛實交互.實驗結果表明,該方法在GPU上進行完全并行求解,在32×32×32的空間剖分精度下,實現(xiàn)了實時三維重建和20幀/s左右的虛實交互計算,適用于計算機圖形學和虛擬現(xiàn)實等領域中的虛實交互應用.
[Abstract]:To solve the problem that the existing 3D reconstruction methods based on images are difficult to realize the fast 3D reconstruction of real objects and can not meet the needs of virtual real interaction and other applications. A real-time 3D reconstruction method based on GPU parallel computing and its virtual real interaction method are proposed. Firstly, the object space is divided into a set of voxels with data independence. Combining the visible shell reconstruction algorithm and the accurate marching cube algorithm, each voxel state sequence is traversed in parallel, then the voxel state sequence is compressed in parallel to obtain the non-empty voxel set, and the non-empty voxel is triangulated. Using the multi-texture mapping and programmable function of graphics hardware, the texture mapping based on pixels is carried out. Finally, the particles of virtual objects are assumed to be Lagrangian fluid particles with limited motion, and the vertices of the mesh are reconstructed to be fluid boundaries. The virtual real interaction is calculated by solving the parallel smooth particle dynamics method of the hydrodynamic equation. The experimental results show that the method is solved completely in parallel on GPU, and with 32 脳 32 脳 32 脳 32 space partition accuracy. The real time 3D reconstruction and the virtual / real interaction computation of about 20 frames / s are realized, which is suitable for the virtual reality interaction applications in the fields of computer graphics and virtual reality.
【作者單位】： 華北電力大學控制與計算機工程學院;NVIDIA半導體科技(上海)有限公司;
【基金】：國家自然科學基金項目(61502168,61472020) 國家“八六三”高技術研究發(fā)展計劃(2015AA016403) 河北省自然科學基金(F2016502069)
【分類號】：TP391.41;TP391.9

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本文編號：1637219