Текстурирование Трехмерной Модели, Построенной По Объединенному Набору Видов С Зашивкой Дыр

Abstract

.т.н., м.н.с., kudryashovA@dvo.ru (Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, ул. Радио, 5, г. Владивосток, 690041, Россия); И.В. Соловьев, аспирант, igorek.solovyev@mail.ru (Институт прикладной математики ДВО РАН, ул. Радио, 7, г. Владивосток, 690041, Россия) В работе предложен автоматический метод генерации и нанесения текстуры на компьютерную трехмерную мо-дель, построенную с помощью воксельного метода объединения триангуляционных сеток, полученных по дальност-ным данным с разных видов. Этот метод объединения основан на воксельном или объемном подходе, который также использует диффузное размытие значений неявной весовой функции в воксельном пространстве для зашивки дыр на финальной модели. Обычная проекция текстур образует заметные швы на границах сканов, а все рассмотренные ана-логи текущего метода обладают высокой вычислительной сложностью. Представленный метод текстурирования пред-лагает решение этих проблем. Он основан на слиянии всех доступных текстур с учетом веса каждого отдельного пик-селя в каждом треугольнике, перекрытия и наблюдаемости этих треугольников. Вес каждого пикселя учитывает сле-дующие параметры: угол, под которым он наблюдается, тень/пересвет, дистанция от края скана, поскольку именно на краю скана часто образуется видимый шов текстур. Для уменьшения времени работы предложены алгоритм индекса-ции треугольников в виде текстурной карты, который позволяет избежать полного перебора треугольников, алгоритм для быстрого расчета весов треугольника относительно дистанции этого треугольника от края скана, а также много-ядерные вычисления. Вычислительные эксперименты были проведены на реальных сценах, реконструированных с помощью трехмерного сканера. Они показали, что текущий алгоритм способен генерировать реалистичные текстуры за короткое время для высокодетализированных моделей.Ключевые слова: текстурирование, воксельное пространство, трехмерная реконструкция, триангуляционная оболочка, объемный метод.Большая часть методов построения трехмерных моделей реальных объектов использует дальност-ные данные, получаемые с помощью стереокамер, лазерных дальномеров или алгоритмов компьютер-ного зрения по серии изображений этого объекта, снятого с разных точек. В научной литературе на такие данные ссылаются как на дальностные изоб-ражения (range images) или карты глубин (depth maps) [1]. С каждым пикселем range image/depth map связывается расстояние до видимой точки объ-екта в пространстве сцены. Пространственные дан-ные могут быть представлены в виде облака точек в трехмерном пространстве или в виде триангуля-ционной поверхности. Наряду с задачей объеди-нения этих триангуляционных сеток, подразумева-ющей построение единой связной оболочки без дублирования участков поверхности, стоит задача зашивки дыр и построения текстуры. Зашивка дыр происходит на этапе заполнения неявной функции в воксельном пространстве, хотя методы зашивки могут использоваться на этапе обработки триангу-ляционной модели, как, например, в [2,3].Представленный в настоящей статье метод по-строения единой целостной тре...