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前言
我的文章確實有點沒頭沒腦,完全取決于我自己的工作重點,O(∩_∩)O哈哈~。在前面寫完網(wǎng)格簡化后,目的是應用到大場景模型下,幾萬平米的室外,但是卻發(fā)現(xiàn)之前用單純的Poisson重建,效果有點差了,所以又把這部分再整理一下。
網(wǎng)格生成
在三維重建中,通過深度傳感器比如RGBD相機、雷達的方式,或者通過多張2D圖片MVG的方式,都可以采集到大量稠密的點云數(shù)據(jù)。對于一個幾百平面的屋子,生成的點云可能就有幾百萬以至幾千萬個點,對于數(shù)據(jù)傳輸以及顯示有比較大的困難,而且顯示效果也比較差。那么面對這種情況,我們將點云的存儲顯示方法,改為網(wǎng)格的方法,則有很大的優(yōu)勢:
- 使用三角面更少點來顯示更大的面積,減少了存儲空間。
- 生成的網(wǎng)格模型,雜亂的錯誤點減少。
- 點的數(shù)目的減少,大大的減輕了渲染的壓力。
- 視覺效果更好,可以對三角面上貼上更加精細的紋理。
- 便于測量等人工操作。
當然在一方面有優(yōu)勢的事情下,其也有一點的劣勢,而這個劣勢也正式網(wǎng)格生成中的難點。
網(wǎng)格生成中的難點
網(wǎng)格生成過程中有很多的難點,這些難點也是衡量網(wǎng)格生成算法的標準:
- 生成網(wǎng)格與原始點云的位置的差異性
- 能夠支持模型網(wǎng)格面積的大小
- 網(wǎng)格生成速度
- 對尖銳特征的保留效果,以及細節(jié)的保留效果
- 網(wǎng)格三角面大小以及形狀
- 對點云噪聲的亢余度、點云分布不同密度的適應效果以及應對點云缺失的效果
常見的網(wǎng)格生成算法
在我們對網(wǎng)格生成有了一定的了解之后,我們來簡單的介紹一下,常見的網(wǎng)格生成算法。
總的先說,目前網(wǎng)格生成算法可以分為兩大類:連續(xù)曲面生成算法 和 非連續(xù)曲面生成算法(離散方法)
連續(xù)方法利用點云去擬合某類分布函數(shù),得到表面的函數(shù)表示,然后生成網(wǎng)格。
比如:TSDF、Wavelet(多用于醫(yī)學圖像)、Poisson、FSSR、SSD、GDMR、多級流式表面重建
、marching cubes(嚴格說這并不是一個面生成算法,而是一個等值面提取算法)等
離散方法利用某些空間劃分方法,直接從點云數(shù)據(jù)生成網(wǎng)格。
比如:PowerCrust、Greedy Projection、滾球法、alpha-shapes
在此,只是簡單的列舉出來這些方法,詳細描述篇幅很大,所以會在后續(xù)的文章中,逐一詳細的描述一些常見的效果好的網(wǎng)格生成算法。
總結
點云三角化,或者說從點云生成網(wǎng)格的過程有諸多因素的影響,往往要求我們在最后的結果中取到折中。對于特定的場景數(shù)據(jù)的處理選擇特定的方法,會有著還不錯的效果,要是處理多種場景目前還說還是有很大的困難的,想要通過一組參數(shù)獲得比較好的結果目前來說還是做不到的。魚與熊掌不可兼得。
希望在寫下面文章的過程中,結合工作,能夠找到更好的方法,加油?。?!
重要的事情說三遍:
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作者簡介:開飛機的喬巴(WeChat:zhangzheng-thu),現(xiàn)主要從事機器人抓取視覺系統(tǒng)以及三維重建等3D視覺相關方面,另外對slam以及深度學習技術也頗感興趣,歡迎加我微信或留言交流相關工作。