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1、交互式三维纹理映射生成系统Interactive3Dtexturemappinggenerationsystem工程领域：软件工程作者姓名：喻志慧指导教师：万亮副教授企业导师：李松高工天津大学软件学院二零一七年十二月摘要随着计算机图形学的发展，三维模型渐渐的融入到影视制作、游戏、机械加工、3d打印、电商、医疗实验、室内设计、虚拟现实、增强现实、文物保护等领域，在现实生活中得到了广泛的应用。近些年来,国内外学者对三维建模技术做了大量的研究，三维建模技术主要分为以下三种技术方案：通过Maya、3dmax、Zbrush等三维建模软件进行建模；基于双
2、目视觉的三维重建技术，使用数码相机拍摄获取物体的纹理图像，通过图像对的视差和像点坐标恢复物体的三维坐标。激光扫描快速重建技术，通过激光测距原理快速、有效的获取模型表面三维信息。三维扫描仪的诞生大大增加了三维建模的速度及准确性，很大程度的提高了三维建模的效率。三维模型不仅仅需要高精度的几何结构，表面纹理也是获得高质量模型的重要因素。目前，模型纹理依然是通过建模软件进行纹理贴图的方式生成，这种方式不仅对贴图者有较高的专业知识要求，还要耗费大量的人力物力。因此，高精度、高效率的纹理映射技术是提高模型的真实度的关键技术。本系统采用一种交互式的三维纹理
3、映射技术。算法部分主要由三维拾取算法和相机标定算法两部分组成。特征点拾取是基于人机交互纹理映射的关键技术之一，精确的拾取三维特征点坐标和二维特征点坐标是保证高质量纹理映射的前提。三维拾取算法比二维拾取算法复杂，本文采用一种基于透视投影的快速三维拾取技术，通过人机交互的方式拾取模型表面的三维特征点，这种方式可以保证纹理的质量，提高纹理映射的准确性。相机标定技术是纹理映射的核心技术，这里采用的是DLT相机标定，DLT相机标定不用具体求解相机的内外参数值，降低算法复杂度，易于实现。纹理映射需要多幅图像进行纹理映射，采用SIFT特征配准算法，使用RA
4、NSAC算法剔除误匹配点，实现图像配准。与使用建模软件进行纹理贴图的纹理映射方式相比，该系统大大降低了对贴图工作者的要求，界面简单，操作方便，不仅能提高纹理映射的效率和准确度，还能降低大量的人力物力成本。关键词：三维模型，激光扫描，纹理映射，三维拾取，相机标定，图像配准IABSTRACTWiththedevelopmentofcomputergraphics,three-dimensionalmodelsaregraduallyintegratedintofieldsoffilmandtelevisionproduction,games,me
5、chanicalprocessing,3dprinting,electricitysupplier,medicalexperiments,interiordesign,virtualreality,augmentedrealityandculturalrelicsprotection,Awiderangeofapplications.Inrecentyears,scholarsathomeandabroadhavemadeagreatdealofresearchon3dmodelingtechnology.The3dmodelingtechn
6、iquesaremainlydividedintothefollowingthreetechnicalsolutions:Modelingwith3dmodelingsoftwaresuchasMaya,3dmaxandZbrush;3dreconstructiontechnology,usingadigitalcameratocapturethetextureimageoftheobject,throughtheimagepairofparallaxandpixelcoordinatestorestoretheobject'sthree-d
7、imensionalcoordinates.Laserscanningrapidreconstructiontechnology,throughtheprincipleoflaserrangingfastandeffectiveaccesstothemodelsurfacethree-dimensionalinformation.Thebirthof3dscannergreatlyincreasedthespeedandaccuracyof3dmodeling,whichgreatlyimprovedtheefficiencyof3dmode
8、ling.Notonlydo3dmodelsrequirehigh-precisiongeometry,surfacetextureisalsoanimportan
