参数化点云表面重建技术及应用
2025-02-14 08:28
No.1339875955887579136
技术概要
PDF全文
本技术涉及一种点云表面重建技术,通过参数化表达确定锚点的曲面,实现目标物体的点云处理。该技术包括相应的装置、终端及存储介质,旨在提高点云数据处理的效率和准确性。
背景技术
在计算机图形学和计算几何等领域,三维形状的表示是对于虚拟现实、游戏、先进制造和科学可视化等应用至关重要。传统的三维形状的表示方法包括体素网格、点云和三角网格等,每种表示方法都有其独特的优势和局限性,其中,三角网格因其结构简单、处理方便等特性,以及能够提供精确的表面几何信息,并支持高效的可视化,使得其在计算机图形学、虚拟现实、游戏开发和科学可视化等领域有广泛应用,然而,点云数据虽然是最容易从现实世界中采集的数据之一,且能够提供稀疏且高分辨率的表面信息,但其缺乏三角网格所具有的有序结构和拓扑关系,使得点云在处理上更为复杂,难以直接用于需要精确几何操作的应用中,所以许多研究致力于将点云转换为各种不同的表达,并从中高效、准确地转换为三角网格的可行方案。 目前,基于点云来重建三角网格的方案大致分为四类,如体素网格能够自然地将以往在二维空间中的轮廓提取方法扩展到三维,实现体积形状的估计;点云能够提供稀疏且高分辨率的数据,并允许基于局部点云分布来进行表面形状的估计;除此之外,随着深度学习领域技术的成熟,许多工作开始以符号距离场等隐式表达来描述物体的几何信息,并从中提取三角网格,但现有的点云表面重建算法也面临着表示精度与计算效率之间难以平衡的问题,并且由于体素网格和符号距离场等表达需要将三维空间进行稠密划分,所以基于这种表达的方法在重建物体的高分辨率表面时的计算成本过高,还会导致在可接受的时间内只能重建较低分辨率的物体表面的问题;另一方面,由于点云数据缺乏有序结构、可能带有噪声,处理起来较为困难,且在表示复杂拓扑时存在挑战。因此,当直接从点云进行表面重建时,会很容易错误估计物体对应的表面信息,从而产生不合理的重建结果。 综上可知,如何在保持较高计算效率的前提下从任意给定的物体点云中准确恢复对应的表面信息,并将其表示为显式的三角网格是本领域技术人员目前需要解决的问题。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
胡瑞珍  刘利刚  李常颢
技术所属: 深圳大学
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