三維室內(nèi)場景分析與合成算法研究.pdf

1、在計算機圖形學(xué)、計算機視覺等研究領(lǐng)域中，對各種三維場景的建模一直是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的熱點，也是極具價值的研究課題。隨著計算機仿真和虛擬現(xiàn)實等科學(xué)技術(shù)的持續(xù)快速發(fā)展，室內(nèi)場景的三維建模應(yīng)用范圍也更加廣泛，能夠應(yīng)用于火災(zāi)救援、人質(zhì)營救、密室逃脫和考古挖掘等活動中，因此，室內(nèi)場景建模具有重大的研究意義。目前，物體或場景的建模方法大體分為三種:利用三維軟件建模、通過儀器和設(shè)備采集信息建模、通過圖像或視頻建模，通過這些方法建模在時間成本、操作繁雜度

2、和建模效果等方面或多或少存在不足，因此，對于三維室內(nèi)場景的自動合成成為近幾年來場景建模相關(guān)領(lǐng)域中的一個極具挑戰(zhàn)性的問題。本文分析了場景中物體的幾何關(guān)系和物體擺放的位置分布，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了3D室內(nèi)場景的自動合成方法。論文的主要貢獻如下:
　　(1)本文實現(xiàn)了檢測與提取場景中物體之間的相交、接近、支撐三種空間關(guān)系的算法，同時實現(xiàn)了對場景中支撐平面的提取工作，并構(gòu)建了物體支撐的共生關(guān)系。對場景的幾何分析為優(yōu)化場景合成算法提供了理論依

3、據(jù)。
　　(2)本文采用了GMM擬合物體在支撐面上的擺放位置，得到了位置分布模型。首先建立一個文件，將統(tǒng)計得到的物件在支撐面上的歸一化位置存放其中，坐標(biāo)個數(shù)代表了物件在場景庫中出現(xiàn)的次數(shù)。然后用高斯混合模型擬合該文件內(nèi)容，得到位置分布模型。
　　(3)本文提出了一種三維室內(nèi)場景的自動合成方法，由用戶給定的初始室內(nèi)場景和要添加到場景中的小物件描述，借助素材庫選擇小物件，利用場景合成算法實現(xiàn)這些小物件的自動擺放，展示了簡單場景不