stringtranslate.com

Облако точек

Изображение облака точек тора
Облако точек с географической привязкой в ​​Ред-Рокс, штат Колорадо (от DroneMapper)

Облако точек — это дискретный набор точек данных в пространстве . Точки могут представлять собой трехмерную форму или объект. Каждая позиция точки имеет свой набор декартовых координат (X, Y, Z). [1] Облака точек обычно создаются с помощью 3D-сканеров или программного обеспечения для фотограмметрии , которое измеряет множество точек на внешних поверхностях объектов вокруг них. В результате процессов 3D-сканирования облака точек используются для многих целей, в том числе для создания 3D- моделей автоматизированного проектирования (САПР) для изготавливаемых деталей, для метрологии и контроля качества, а также для множества задач визуализации, анимации, рендеринга и приложения массовой настройки .

Согласование и регистрация

Облака точек часто выравниваются по 3D-моделям или другим облакам точек; этот процесс называется регистрацией набора точек .

Для промышленной метрологии или контроля с использованием промышленной компьютерной томографии облако точек изготовленной детали можно сопоставить с существующей моделью и сравнить для проверки на наличие различий. Геометрические размеры и допуски также можно извлечь непосредственно из облака точек.

Преобразование в 3D-поверхности

Пример рендеринга облака из 1,2 миллиардов точек данных Бейт-Газале , объекта культурного наследия, находящегося под угрозой в Алеппо (Сирия) [2]
Создание или реконструкция трехмерных фигур на основе карт глубины или силуэтов с одним или несколькими видами и их визуализация в плотных облаках точек [3]

Хотя облака точек можно визуализировать и проверять напрямую, [4] [5] облака точек часто преобразуются в модели полигональной или треугольной сетки , модели неоднородной рациональной B-сплайновой поверхности (NURBS) или модели САПР с помощью процесса, который обычно называют в качестве реконструкции поверхности.

Существует множество методов преобразования облака точек в трехмерную поверхность. [6] Некоторые подходы, такие как триангуляция Делоне , альфа-формы и вращение шара, строят сеть треугольников над существующими вершинами облака точек, в то время как другие подходы преобразуют облако точек в объемное поле расстояний и реконструируют определенную таким образом неявную поверхность. с помощью алгоритма марширующих кубов . [7]

В географических информационных системах облака точек являются одним из источников, используемых для создания цифровой модели рельефа местности. [8] Они также используются для создания 3D-моделей городской среды. [9] Дроны часто используются для сбора серии изображений RGB , которые впоследствии могут быть обработаны на платформе алгоритма компьютерного зрения, например, в AgiSoft Photoscan, Pix4D, DroneDeploy или Hammer Missions, для создания облаков точек RGB, на основе которых можно оценить расстояния и объемы. сделал. [ нужна цитата ]

Облака точек также можно использовать для представления объемных данных, как это иногда делается в медицинской визуализации . Используя облака точек, можно добиться множественной выборки и сжатия данных . [10]

Сжатие облака точек MPEG

MPEG начал стандартизировать сжатие облаков точек (PCC) с помощью конкурса предложений (CfP) в 2017 году. [11] [12] [13] Были определены три категории облаков точек: категория 1 для статических облаков точек, категория 2 для динамических облаков точек. и категория 3 для последовательностей LiDAR (динамически полученные облака точек). Окончательно были определены две технологии: G-PCC (PCC на основе геометрии, ISO/IEC 23090, часть 9) [14] для категории 1 и категории 3; и V-PCC (Video-based PCC, ISO/IEC 23090, часть 5) [15] для категории 2. Первые тестовые модели были разработаны в октябре 2017 года: одна для G-PCC (TMC13), а другая для V-PCC ( ТМС2). С тех пор две тестовые модели развивались благодаря техническому вкладу и сотрудничеству, и ожидалось, что первая версия стандартных спецификаций PCC будет завершена в 2020 году как часть серии ISO/IEC 23090 по кодированному представлению иммерсивного медиаконтента. [16]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Что такое облака точек» . Тех27 .
  2. ^ Русский: Изображение, полученное с помощью сверхточного 3D-лазерного сканера (1,2 миллиарда точек данных) Бейт-Газале — объекта наследия, находящегося в опасности в Алеппо, Сирия. Это была совместная научная работа по изучению, сохранению и экстренной консолидации остатков сооружения., 2 ноября 2017 г. , получено 11 июня 2018 г.
  3. ^ «Солтани А.А., Хуанг Х., Ву Дж., Кулкарни Т.Д. и Тененбаум Дж.Б. Синтез трехмерных форм посредством моделирования многовидовых карт глубины и силуэтов с помощью глубоких генеративных сетей. В материалах конференции IEEE по компьютерному зрению». и распознавание образов (стр. 1511-1519)». Гитхаб . 27 января 2022 г.
  4. ^ Левой, М. и Уиттед, Т., «Использование точек в качестве примитива отображения».. Технический отчет 85-022, факультет компьютерных наук, Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл, январь 1985 г.
  5. ^ Русинкевич, С. и Левой, М. 2000. QSplat: система рендеринга точек с несколькими разрешениями для больших сеток. В Siggraph 2000. ACM, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 343–352. DOI= http://doi.acm.org/10.1145/344779.344940
  6. ^ Бергер М., Тальясакки А., Северский Л.М., Альье П., Геннебо Г., Левин Дж. А., Шарф А. и Сильва К. Т. (2016), Обзор реконструкции поверхности по облакам точек. Форум компьютерной графики.
  7. ^ Создание сетки облаков точек. Краткое руководство о том, как создавать поверхности из облаков точек.
  8. ^ От облака точек к сетке DEM: масштабируемый подход
  9. ^ К. Хаммуди, Ф. Дорнайка, Б. Сохейлиан, Н. Папародитис. Извлечение каркасных моделей уличных фасадов из трехмерных облаков точек и соответствующей кадастровой карты. Международный архив фотограмметрии, дистанционного зондирования и пространственной информатики (IAPRS), том. 38, часть 3A, стр. 91–96, Сен-Манде, Франция, 1–3 сентября 2010 г.
  10. ^ Ситек; и другие. (2006). «Томографическая реконструкция с использованием адаптивной тетраэдральной сетки, определяемой облаком точек». IEEE Транс. Мед. Изображение . 25 (9): 1172–9. дои : 10.1109/TMI.2006.879319. PMID  16967802. S2CID  27545238.
  11. ^ «Сжатие облака точек MPEG» . Проверено 22 октября 2020 г.
  12. ^ Шварц, Себастьян; Преда, Мариус; Барончини, Витторио; Будагави, Мадукар; Сезар, Пабло; Чоу, Филип А.; Коэн, Роберт А.; Кривокуча, Майя; Лассер, Себастьен; Ли, Чжу; Ллах, Джоан; Мамму, Халед; Мекурия, Руфаэль; Кривокуча, Майя; Накагами, Одзи; Сиахан, Эрнестасия; Табатабай, Али; Турапис, Алексис М.; Захарченко, Владислав (10 декабря 2018 г.). «Новые стандарты MPEG для сжатия облаков точек». Журнал IEEE по новым и избранным темам в схемах и системах . 9 (1): 133–148. дои : 10.1109/JETCAS.2018.2885981 .
  13. ^ Грациози, Данилло; Накагами, Одзи; Кума, Сатору; Загетто, Александр; Сузуки, Терухико; Табатабай, Али (03 апреля 2020 г.). «Обзор текущей деятельности по стандартизации сжатия облаков точек: на основе видео (V-PCC) и на основе геометрии (G-PCC)». APSIPA Транзакции по обработке сигналов и информации . 9 : 1–17. дои : 10.1017/АЦИП.2020.12 .
  14. ^ "ISO/IEC DIS 23090-9" . ИСО . Проверено 7 июня 2020 г.
  15. ^ "ISO/IEC DIS 23090-5" . ИСО . Проверено 21 октября 2020 г.
  16. ^ «Иммерсивная медиа-архитектура | MPEG» . mpeg.chiariglione.org . Проверено 7 июня 2020 г.