点模型数字几何处理在复杂三维形体描述和并行处理上具有特殊优势, 近年来已经成为基于点的图形学领域的研究热点。本项目针对大规模真实点云数据处量大、噪声和异常值多、缺少拓扑信息的特点展开研究,取得了以下成果1)在点云预处理方面,将信号处理与计算几何理论运用到三维离散数据中,对点云几何结构特征与噪音进行界定,本项目采用M估计算子进行去噪,在去噪的同时保持点云模型的几何特征,对大量异常点的情况也能进行很好的去噪;2)本项目对点云的多分辨率分析和合成进行了研究。采用平滑算子和下采样算子生成不同级别的粗糙模型,并且通过MLS投影及相邻三角投影的方式描述细节,得到的多分辨率模型只略大于原始模型数据量。利用多级分辨率细节可以对模型进行变形。3)本项目通过三维点云模型的几何收缩和拓扑线化提取出一维曲线骨架,实验显示该方法对于球状模型、片状模型、存在大面积空洞的模型以及高亏格模型都能够提取出一维曲线骨架,用户可以交互的对骨架进行编辑,系统根据骨架信息对点云模型进行修补,从而得到去除空洞的完整点云模型。本项目的成果将推动点模型数字几何处理理论的发展以及点云数据在虚拟现实和数字娱乐等领域中的广泛运用。
英文主题词point clouds;digital geometry processing; point-based model