基于單幅圖像的花卉三維重建和動力學仿真.pdf

1、近些年隨著計算機圖形學與可視化仿真技術的發(fā)展和應用，植物建模及其仿真逐漸成為國內外重要的應用研究領域之一。花卉建模作為植物建模領域的重要分支，是構建虛擬自然場景的關鍵組成部分，除此之外，自然場景中花卉的運動更為場景增添了真實感和美感。然而，受花卉自身結構特征的影響，花卉的建模過程繁瑣，難度較大，復雜模型會影響花卉動態(tài)形變的計算。為方便用戶進行花卉建模并滿足自然場景的真實感與實時性的要求，本文采用基于圖像的方法對花卉三維重建，并對構造的花

2、卉模型進行動態(tài)模擬，通過對基于圖像的建模方法和植物行為動畫進行一定的研究，在此基礎上實現(xiàn)了花卉建模系統(tǒng)及仿真動畫。
　　首先，對花卉建模的需求進行分析并對圖像的特征提取相關技術進行研究，針對常見的花卉圖像中背景信息干擾等問題，借助多邊緣結果合并與區(qū)域概率提高邊緣準確度。通過建立花卉圖像的多模糊副本并對其分別執(zhí)行Canny邊緣檢測，合并檢測結果根據(jù)像素點的出現(xiàn)概率篩選目標邊緣點，由這些點平滑延伸出邊緣，即為花卉建模系統(tǒng)所需要的特征信

3、息。根據(jù)多分辨率的邊緣提取結果綜合確定目標區(qū)域最終邊緣能夠很好地過濾噪聲保留主要輪廓。
　　其次，針對單幅花卉圖像難以進行相機標定的問題，采用圓錐體擬合實現(xiàn)二維輪廓點向三維點云的轉化，結合花卉的幾何形狀特征、模型結構簡化表達及動態(tài)計算需求，確定模型結構并生成網(wǎng)格模型。后續(xù)以二維花卉輪廓為參考對模型進行與圖像一致的特征修正，在傳統(tǒng)的Laplacian網(wǎng)格變形中引入恢復系數(shù)克服變形前后網(wǎng)格模型的規(guī)模顯著縮小的問題。本文在已有的花卉建模