三维快速建模.ppt

纹理恢复和纹理映射 模型的输出 将PhotoModeler生成的车身模型导出IGES格式，导入到UG软件中，对曲面进行局部修改、调整，完成后续工作 基于立体相机的三维场景建模 提出一种基于立体相机的三维场景快速自动建模的方法。 首先研制一个数据获取硬件系统——立体相机系统，通过该系统同时获取被摄物体的三幅影像，进而建立局部模型，并利用一种整体平差优化的方法，将所有的局部模型统一到一个坐标系下，最终建立整个场景的三维模型。 该方法具有同激光扫描相同的功效，但是成本低。另外，由于它是基于影像的，纹理数据可以从原始影像中提取，所以可方便快捷地建立逼真的三维场景模型。 基于立体相机的三维场景建模 数据获取硬件系统——立体相机系统 包括三个相机，中间通过连接杆固定，通过标定可以知道每个相机的内部参数，并以中间相机为基准，求得左右两个相机相对于中间相机的外部参数。 该系统还有一个自动控制装置，可以让立体相机实现自动旋转。利用该系统对目标场景进行拍摄，每次可以同时获取场景局部区域的三幅影像，称为一个局部影像组。为了实现各个局部模型的良好拼接，在拍摄时，要保证各个局部影像组之间有一定的重叠度。整个场景的所有局部影像组呈行列排列。该系统不仅成本低廉，而且可以同时获取三幅影像，从而与激光扫描具有相同的功效 局部场景模型的建立 由于场景的影像数据通过数码相机拍摄得到，具有一定的畸变，因此在模型建立之前应首先根据标定时获取的相机参数（焦距、像主点、畸变参数等）消除掉影像上的畸变变形。 逼真的场景模型的建立包括两个方面：一是获取场景准确的几何信息；二是获取逼真的纹理信息。 计算机辅助设计；反求工程；数据获取；曲面重构 逆向工程，反求工程这一术语起源于20世纪60年代，但对它从工程的广泛性去研究，从反求的科学性进行深化还是从20世纪90年代初刚刚开始。反求工程类似于反向推理，属于逆向思维体系，它以社会方法学为指导，以现代设计理论，方法，技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验，知识和创新思维，对已有的产品进行解剖，分析，重构和再创造 一测量技术，数据处理技术 ，图形处理技术，和加工技术相结合的一门结合性技术 因为在产品开发过程中需要以实物(样件)作为设计依据参考模型或作为最终验证依据时尤其需要应用该项技术,所以在汽车,摩托车的外形覆盖件和内装饰件的设计,家电产品外形设计,艺术品复制中对反求工程技术的应用需求尤为迫切。 * 得到一系列离散点的坐标（点云数据） 点云处理 该方法主要用于对难以精确表达的曲面开关或未知设计方法的构件形状进行三维重构和再设计。 再创造是反求的灵魂 * 实物原型的数字化技术：实物样件的数字化是通过特定的测量设备和测量方法，获取零件表面离散点的几何坐标数据的过程。随着传感 、技术、控制技术、制造技术等相关技术的发展，出现了各种各样的数字化技术 以上获得的数据一般不能直接用于曲面重构，因为：1)对于接触式测量，由于测头半径的影响，必须对数据点云进行半径补偿；2)在测量过程中，不可避免会带进噪声、误差等，必须去除这些点；3)对于海量点云数据，对其进行精简也是必要的。包括：半径补偿、数据插补、数据平滑、点云数据精简、不同坐标点云的归一化。 * 三维重构基础方法：复杂曲面的CAD重构是逆向工程研究的重点。而对于复杂曲面产品来说，其实体模型可由曲面模型经过一点的计算演变而来，因此曲面重构是复杂产品逆向工程的关键。 曲线曲面光顺技术 在基于实物数字化的逆向工程中，由于缺乏必要的特征信息，以及存在数字化误差，光顺操作在产品外形设计中尤为重要。根据每次调整的型值点的数值不同，曲线/曲面的光顺方法和手段主要分为整体修改和局部修改。光顺效果取决于所使用方法的原理准则。 * 一。 通常采用三坐标测量机（CMM）或激光扫描仪等测量装置来获取零件原型表面点的三维坐标值。 二。按测量数据中提取零件原型的几何特征对其进行分割，采用几何特征匹配与识别的方法来获取零件原型所具有的设计与加工特征。 三。 将分割后的三维数据在CAD系统中分别做表面模型的拟合，并通过各表面片的求交与拼接获取零件原形表面的CAD模型。 四。 采用根据获得的CAD模型重新测量和加工出样品的方法来检验重建的CAD模型是否满足精度或其他试验性能指标，对不满足要求者重复以上过程，直至达到零件的逆向工程设计要求。 * 坐标测量机是一种大型精密的三坐标测量仪器，可以对具有复杂形状的工件的空间尺寸进行逆向工程测量。坐标测量机一般采用触发式接触测量头，一次采样只能获取一个点的三维坐标值。 立体视觉测量是根据同一个三维空间在不同空间位置的两个（多个）摄像机拍摄的图像中的社差，以及摄像机之间位置的空间几何关系来获取该点的三维坐标值。立体视觉测量方法可以对处于两个（多个）摄象机共同视野