试论真实感古遗址三维重建及虚拟展示技术研究与应用

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1、西北大学硕士学位论文真实感古遗址三维重建及虚拟展示技术研究与应用姓名：张慧申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：耿国华20100620摘要针对文化遗产保护和数字考古研究需求，本文给出了国内外数字考吉技术研究及其应用现状，分析了目前数字考古中常用的文物数据获取、三维重建、展示技术的发展趋势，对考古发掘现场的三维重建、文化遗址重建、出土文物修复及其虚拟展示技术展开研究。本文将三维激光扫描、GIS和虚拟现实等技术应用到小雁塔、西汉古墓等古遗址的重建和展示中。本文的主要研究工作如下：1)利用三维激光扫描

2、技术获取古遗址(如小雁塔和西汉张安世古墓群)的三维点云数据。依据图像处理手段开展针对点云数据的去噪、简化及网格化三种预处理技术研究。2)真实感古文化遗址的三维重建。主要研究了古遗址三维模型的两种后期处理技术，即古遗址三维模型的三角网格修补技术和网格简化技术。依据点云数据进行了古遗址的三维重建。提出了一种新的多分辨率模型融合技术，并对吉遗址模型群进行了组合，建成一个大的古遗址场景。最后对古遗址三维模型的真实感处理进行了研究。3)古遗址的GIS功能实现。采用了两种工作模式：矢量地图和卫星地图(以西安地图为例)，

3、在每一种模式下都实现了GIS常有的信息查询、定位、鹰眼图等多种功能。4)设计并实现了以小雁塔和西汉张安世古墓群为例基于GIS的三维古遗址虚拟漫游系统。把GIS技术应用到数字考古和文化遗址的保护中。本研究得到陕西省自然科学基础研究计划项目“遗址GIS应用系统的研究与开发”(编号：2009JM8008)的支持。关键词：文化遗址保护，GIS技术，虚拟现实，点云数据，三角网格简化ResearchandApplicationonRealistic3DReconstructionofAncientSitesandTec

4、hnologyofVirtualExhibitABSTRACTInconnectionwithneedsofculturalheritageprotectionanddigitalarchaeologicalresearch，thispaperpresentsthesituationofdigitalarchaeologicaltechnologyresearchandapplicationhomeandabroad．Thedevelopmenttrendsofcurrentdigitalarchaeolo

5、gicalisanalyzedincludingrelicsdataacquisition，reconstructionof3D，displaytechnology，andstudyfrom3Dreconstructionofarchaeologicalexcavationsites，reconstructionofculturesites，reparationofarchaeologicalfindsandtechnologyoftheirvirtualdisplay．Three-dimensionall

6、aserscanning，GISandvirtualrealitytechnologywereappliedtothereconstructionanddisplayoftheSmallWildGoosePagoda，theXiHarttombsandotherancientsites．MaincontentsofthisarticleiSasfoIlows：1)3Dpointdataacquisitionofancientsites(SmallWildGoosePagodaandZhangShi—Hant

7、ombsforexample)．Basedonimageprocessingmeans，thede-noising，simplifyandmeshingofpointclouddatawerestudied，threetechnologyofpre·processingofthepointclouddata．2)Thethree．dimensionalreconstructionofrealisticancientsites．Twokindsofmajorpost-processingtechnologie

8、swerestudiedinmodelingancientsites：thetriangularmeshrepairtechniquesandmeshsimplificationtechniques．Reconstructionofancientsitesbasedonpointclouddata．Weproposedanewwayformulti-resolutionmodelsmerging，雒wellasc