最短边优先化简
方法：
排序网格中所有的边长，用堆来存储。依次删除边长最 小的边，直到达到预期的三角形数目。 缺点： 容易丢失局部区域的框架结构。下图为从22011个三角 形化简到4201个三角形的效果。
基于法向的网格化简
• • •
化简依据 平面区域：平面区域的多边形应合并成较大的多边形。 陡边：相邻的两个多边形的二面角小于一定阈值的边。 凸点：曲率较大的顶点。
• 激光扫描仪
(1)横向：系统相对定位数 据
(2)纵向：建筑物表面模型
数据 • 数码摄像机 ：建筑物表面纹理 数据 • GPS全球卫星定位系统：系统全 局定位数据 • 倾角测量仪 ：道路坡度信息
一、研究背景 二、建筑物表面的数据获取 三、建筑物初始模型的建立 四、建筑物三角网格化简 五、纹理修补技术 六、总结
D 2 (v ) (ax by cz d ) (ax by cz d )2 ( pT v) 2 (vT p) 2 2 2 2 (a b c )
(v )
p planes ( v )

( pT v ) 2
(v)
p planes ( v )
建筑物初始模型的建立
三维空间点云的建立 三维点云预处理 生成初始网格模型
建筑物初始模型的建立
三维空间点云的建立
• •
扫描匹配方法——相对定位 GPS校正法——全局定位
三维点云预处理
生成初始网格模型
建筑物初始模型的建立
三维空间点云的建立 三维点云预处理
• 建筑物表面反射率低导致激光信号弱。 • 扫描仪的固有误差。 • 树木、行人或车辆的遮挡。
应用领域 • 数字城市 • 数字考古 • 虚拟现实 • 数字娱乐
研究背景
建筑物三维模型重建 • 基于图片 • 基于激光扫描数据
一、课题研究背景 二、建筑物表面的数据获取 三、建筑物初始模型的建立 四、建筑物三角网格化简 五、目标物体移除与纹理修补技术 六、总结
数据获取系统
系统的组成：
尽管效果较前两种算法有很大提高，但是网格的数目也多了 近1000个。
边折叠法改进
将边折叠后生成的新三角形的形态质量因子引入到折叠代价
函数的计算当中，限制狭长三角形的产生，避免模型视觉特 征的急剧改变。改进后局部特征得到很好的保留，并且网格 数目可缩小到4020个。
CollapseCost (u, v) (v) uv avg _ angle
网格化简精度有待提高
贴图实现自动化
Rapidform三维空间点云处理软件。
一、研究背景 二、建筑物表面的数据获取 三、建筑物初始模型的建立 四、建筑物三角网格化简 五、目标物体移除与纹理修补技术 六、总结
建筑物三角网格化简
作用：在尽可能保持原始模型特征的情况下，最大
限度地减少原始模型的三角形和顶点的数目。 • 顶点最少原则 • 误差最小原则 目前现行方法在楼体表面网格化简上的比较。 1.最短边优先化简 2.基于法向的网格化简 3.边折叠法
cos t (u, v) u v max{min{(1 f .normal n.normal ) 2}}
f Tu nTuv
下图是从22011个三角形化简到4228个三角形的效果。
边折叠法
点到平面距离的平方和作为误差度量 。 • 选取两顶点距离小于一定阈值的点对，并计算两点对之间 的代价函数。 • 根据代价值由小到大的顺序进行化简。 2
生成初始网格模型
三维点云预处理
作用：消除噪声干扰
方法：
•滤波优化：消除噪声，提取背景层。 •平滑处理：平滑表面。
三维点云预处理
作用：消除噪声干扰
方法：
•滤波优化：消除噪声，提取背景层。 •平滑处理：平滑表面。
建筑物初始模型的建立
三维空间点云的建立
三维点云预处理
生成初始网格模型
方法：
• 对要移除的遮挡物进行提取 • 对该目标区域沿轮廓线逐样本块进行修补。
修补过程
D( p ) 定义目标块p的优先级为 P( p ) C( p ) D( p ) 其中 C( p ) 为信任项，
为数据项，表达式如下：
C( p )

q p ( I )

C( p ) , D( p )
需要对源区域进行全局搜索，大大影响了算法的 效率。
纹理修补
改进方法流程图
开始 滤波 图像分割 确定最大优 先权的修补块 邻域搜索 分段填充 重新分段
是
退出
否
' ?
提取填充 ' 新的边缘
更新自信度
纹理修补
基于多幅图像的纹理修补方法
一、研究背景 二、建筑物表面的数据获取 三、建筑物初始模型的建立 四、建筑物三角网格化简 五、纹理修补技术 六、总结
I
设目标块 p 具有最高优先级,记 q 是源区域中与
p
最相似的源块。相似性的判断方法如下：
arg min d ( , q )
q q p
纹理修补
修补结果
存在问题： • 轮廓点的等照度线方向造成线性结构无限繁殖。 • 对每一个需填充目标块，在确定源块的过程中都
avg _ angle
i Tu Tuv
(max_ angle( i ) min_ angle( i )) n
一、研究背景 二、建筑物表面的数据获取 三、建筑物初始模型的建立 四、建筑物三角网格化简 五、纹理修补技术 六、总结
纹理修补
目的：
在采集到的纹理图片中移除建筑物前的遮挡物 体，并用适当的纹理填充。
建筑物三维模型重建的方法与实现
一、研究背景 二、建筑物表面的数据获取 三、建筑物初始模型的建立 四、建筑物三角网格化简 五、纹理修补技术 六、总结
一、研究背景 二、建筑物表面的数据获取 三、建筑物初始模型的建立 四、建筑物三角网格化简 五、纹理修补技术 六、总结
研究背景
建筑物三维模型重建 以与大连泰康公司合作的三维游戏为背景，对 客观存在的建筑物用计算机进行真实的三维重建， 增强游戏的真实感。

(vT p)( pT v)
p planes ( v )



vT ( ppT )v vT (

p planes ( v )
v

K p )v
Q(v) (v) (v1 , v2 ) v
Q Qv1 Qv2
v
(v) v Q v
T
边折叠法
根据上述方法，22011个三角形最终被化简为4923个三角形。