三維室內(nèi)場(chǎng)景分析與合成算法研究.pdf

1、在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等研究領(lǐng)域中，對(duì)各種三維場(chǎng)景的建模一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)，也是極具價(jià)值的研究課題。隨著計(jì)算機(jī)仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等科學(xué)技術(shù)的持續(xù)快速發(fā)展，室內(nèi)場(chǎng)景的三維建模應(yīng)用范圍也更加廣泛，能夠應(yīng)用于火災(zāi)救援、人質(zhì)營(yíng)救、密室逃脫和考古挖掘等活動(dòng)中，因此，室內(nèi)場(chǎng)景建模具有重大的研究意義。目前，物體或場(chǎng)景的建模方法大體分為三種:利用三維軟件建模、通過(guò)儀器和設(shè)備采集信息建模、通過(guò)圖像或視頻建模，通過(guò)這些方法建模在時(shí)間成本、操作繁雜度

2、和建模效果等方面或多或少存在不足，因此，對(duì)于三維室內(nèi)場(chǎng)景的自動(dòng)合成成為近幾年來(lái)場(chǎng)景建模相關(guān)領(lǐng)域中的一個(gè)極具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。本文分析了場(chǎng)景中物體的幾何關(guān)系和物體擺放的位置分布，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了3D室內(nèi)場(chǎng)景的自動(dòng)合成方法。論文的主要貢獻(xiàn)如下:
　　(1)本文實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)與提取場(chǎng)景中物體之間的相交、接近、支撐三種空間關(guān)系的算法，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)場(chǎng)景中支撐平面的提取工作，并構(gòu)建了物體支撐的共生關(guān)系。對(duì)場(chǎng)景的幾何分析為優(yōu)化場(chǎng)景合成算法提供了理論依

3、據(jù)。
　　(2)本文采用了GMM擬合物體在支撐面上的擺放位置，得到了位置分布模型。首先建立一個(gè)文件，將統(tǒng)計(jì)得到的物件在支撐面上的歸一化位置存放其中，坐標(biāo)個(gè)數(shù)代表了物件在場(chǎng)景庫(kù)中出現(xiàn)的次數(shù)。然后用高斯混合模型擬合該文件內(nèi)容，得到位置分布模型。
　　(3)本文提出了一種三維室內(nèi)場(chǎng)景的自動(dòng)合成方法，由用戶(hù)給定的初始室內(nèi)場(chǎng)景和要添加到場(chǎng)景中的小物件描述，借助素材庫(kù)選擇小物件，利用場(chǎng)景合成算法實(shí)現(xiàn)這些小物件的自動(dòng)擺放，展示了簡(jiǎn)單場(chǎng)景不