點云模型的結(jié)構(gòu)化輪廓獲取方法的研究.pdf

1、　　隨著計算機圖形學(xué)的飛速發(fā)展，非真實感繪制成為計算機圖形學(xué)中一個嶄新而富有活力的分支。它生成的圖像通常類似藝術(shù)家、工藝美術(shù)家或科學(xué)插圖畫家的作品，再加上文本注釋，往往能夠根據(jù)人的意愿傳遞更多或特定的信息。
　　輪廓線獲取技術(shù)在非真實感繪制中占有重要地位。在非真實感繪制的三維形體中，輪廓線傳遞了非常重要的信息。輪廓線的獲取對于三維物體的形狀以及審美都是必需的，它刻畫了三維模型的基本外觀，藝術(shù)家和設(shè)計者因此經(jīng)常通過顯式地繪制輪廓線，

2、或者通過在輪廓邊緣加強對比來突出物體輪廓特征。很多手工繪制的3D場景為了突出設(shè)計者的設(shè)計意圖，經(jīng)常通過簡化某些不是非常關(guān)心的局部細(xì)節(jié)和加強輪廓線來表現(xiàn)。另外，輪廓線還是卡通風(fēng)格繪制的基礎(chǔ)，二三維卡通畫在表現(xiàn)模型的時候，通常用輪廓線來勾勒形狀，并加粗線條來表現(xiàn)模型的重要特征，在技術(shù)圖中也經(jīng)常采用類似的手段。
　　點云數(shù)據(jù)是三維掃描儀對物體進(jìn)行采樣得到的物體表面的直接采樣點，是對物體表面的幾何屬性最真實地記錄。相對于網(wǎng)格模型以及其他實

3、體表示方法，如邊界表示模型、csG模型等，點云模型有處理簡單，存儲空間小等特點，因此越來越多地得到應(yīng)用。目前基于點云模型的數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)壓縮、傳輸，幾何建模，特征檢測，繪制體系等。
　　本文主要研究問題是基于快速獲取點云模型上的結(jié)構(gòu)化輪廓，提出了一種基于物體空間的獲取點云模型上結(jié)構(gòu)化輪廓的方法。本文的主要貢獻(xiàn)有：
　　1、提出了一個基于法向高斯球的四叉樹層次數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)，用于點云模型輪廓點的快速計算。
　　點云數(shù)

4、據(jù)是無結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，如何快速判斷哪些點落在物體輪廓上是繪制輪廓線首要解決的問題。我們基于這樣一個觀察，即輪廓上的點的法向一定與視線方向垂直，將模型上點的法向映射到與模型對應(yīng)的高斯球上，并根據(jù)各點的法向矢量方向把無組織的點建立起一個層次索引結(jié)構(gòu)。根據(jù)這樣一個結(jié)構(gòu)，可快速剔除非輪廓區(qū)域的點，對快速計算輪廓上的點有非常重要的作用。
　　2、提出了一個獲取點云模型上結(jié)構(gòu)化輪廓線的方法。由于點云數(shù)據(jù)不保存采樣點間的連接關(guān)系，因此，點云數(shù)據(jù)中的