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面向工业设计的三维重构方法研究

作　者: 杨燕燕
导　师: 陆长德
学　校: 西北工业大学
专　业: 工业设计
关键词: 工业设计 计算机辅助工业设计 混合建模 三维重构 透视反求 计算机视觉
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 336次
引　用: 2次
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内容摘要


三维重构的任务是从二维图像中抽取三维信息，通过对这些信息进行分类、综合等一系列处理，在三维空间中重新构造图像的相应形体。三维重构在工业设计领域有着很广泛的应用需求。 工业设计的传统建模方法大都是基于几何的建模，论文通过对单幅图像三维重构的研究，提出面向工业设计的基于几何和图像的混合建模方法即三维重构混合建模方法，进而提出基于草图反求的三维重构，快速的实现工业设计草图、效果图或者产品照片的三维模型重构。这种三维重构方法能快速高效的进行工业产品设计，实现设计自动化。论文主要新见解有： 1．提出了一种产品设计的新思想。即从工业设计草图、效果图或者有关工业产品的外型图片出发，进行三维重构，为产品自动化设计打下基础。 2．提出了面向工业设计的基于几何和图像的混合建模方法，进而对基于草图反求的三维重构进行了具体的研究和验证。 3．提出了基于单幅图像的透视反求理论。从透视学的角度出发，先进行透视元素及基本体素的反求研究，最后作组合体素的反求研究，并给出了相应的原理和算法。 有针对性地对一些物体的透视图像进行了实验验证，证明所提出的理论是可行的，为基于几何和图像的工业产品三维重构奠定了基础。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章 绪论  7-15
  1.1 引言  7-8
  1.2 三维重构的概念  8-10
    1.2.1 工业设计  8
    1.2.2 计算机辅助工业设计(CAID)  8-9
    1.2.3 三维重构  9-10
  1.3 三维重构的研究现状  10-12
  1.4 选题背景  12
  1.5 论文研究的内容和意义  12-13
  1.6 论文的组织结构  13-15
第二章 透视反求理论基础  15-23
  2.1 引言  15-16
  2.2 透视形成原理  16-17
  2.3 透视空间及术语  17-18
  2.4 透视投影的基本规律  18-20
  2.5 透视的分类  20-22
  2.6 小结  22-23
第三章 面向体素的三维重构基本算法  23-44
  3.1 透视图中几何元素的透视反求  23-26
    3.1.1 点的透视反求  23-24
    3.1.2 线的透视反求  24
    3.1.3 正方形的透视反求  24-25
    3.1.4 圆的透视反求  25-26
  3.2 基本体素的透视反求  26-38
    3.2.1 BOX的透视反求  26-31
    3.2.2 圆球的透视反求  31-33
    3.2.3 圆柱的透视反求  33-37
    3.2.4 圆锥的透视反求  37-38
  3.3 组合体素的透视反求(两个方体的组合)  38-42
    3.3.1 两个BOX之间的相对位置关系  38-40
    3.3.2 两个BOX之间的相对位置  40
    3.3.3 两个基本体素(BOX除外)之间的相对位置  40-41
    3.3.4 组合体素的透视反求  41-42
  3.4 产品的透视反求  42-43
  3.5 小结  43-44
第四章 基于三维重构的产品建模方法  44-52
  4.1 基于几何的建模方法  44-48
    4.1.1 基于几何建模的分类  44-45
    4.1.2 基于几何建模的流程  45-47
    4.1.3 基于几何建模的局限性  47-48
  4.2 基于图像的绘制和建模方法  48-50
    4.2.1 IBMR技术  48-49
    4.2.2 基于图像建模的一般方法  49-50
  4.3 基于几何和基于图像的混合建模方法  50-51
  4.4 小结  51-52
第五章 工业设计的三维重构方法  52-71
  5.1 工业产品设计方法  52-56
    5.1.1 传统工业设计建模方法  52-55
    5.1.2 面向工业设计的混合建模方法  55-56
  5.2 三维重构方法  56-58
    5.2.1 综述  56-57
    5.2.2 基于草图/照片的三维重构方法  57
    5.2.3 基于草图的三维重构流程  57-58
    5.2.4 基于草图/照片的三维重构关键技术  58
  5.3 草图半自动识别  58-60
  5.4 草图的透视反求  60-61
    5.4.1 从二维坐标到三维坐标的转换  60-61
    5.4.2 基本体素的确定  61
  5.5 草图三维模型重构  61-66
    5.5.1 图形开发工具(OPENGL)  61-62
    5.5.2 在OPENGL中显示轮廓模型  62-64
    5.5.3 纹理映射  64-66
  5.6 实例验证  66-70
  5.7 小结  70-71
第六章 结论  71-75
  6.1 主要研究工作及成果  71-72
  6.2 主要的新见解  72
  6.3 结论  72-73
  6.4 尚待研究的问题  73-75
攻读硕士学位期间的研究工作与成果  75-76
致谢  76-77
参考文献  77-80

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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