三維場(chǎng)景的多視點(diǎn)感知算法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)的資源共享得以實(shí)現(xiàn)。為方便用戶快速瀏覽并查閱三維模型，數(shù)據(jù)庫(kù)往往被要求提供一個(gè)或一組預(yù)覽圖去表征一個(gè)三維模型。一組高辨別度的預(yù)覽圖可幫助用戶快速辨別其對(duì)應(yīng)的三維模型，相對(duì)地，一組低辨別度的預(yù)覽圖則會(huì)導(dǎo)致用戶的判斷出現(xiàn)差錯(cuò)。特別地，在家裝設(shè)計(jì)完成后，室內(nèi)設(shè)計(jì)師往往需要向用戶提供一組整體效果圖去感知整體家裝風(fēng)格。因此如何根據(jù)場(chǎng)景信息自適應(yīng)地得到用戶指定視點(diǎn)個(gè)數(shù)的最優(yōu)多視點(diǎn)集合，使得其不僅能夠表征三維場(chǎng)

2、景，而且能夠給予用戶最大程度上的感知是一個(gè)重要且有意義的問(wèn)題。
　　在三維模型感知領(lǐng)域，研究人員更多地關(guān)注于單一三維模型的視點(diǎn)選擇問(wèn)題，而其中少量關(guān)注于復(fù)雜三維場(chǎng)景模型的相關(guān)工作也僅處理最優(yōu)單視點(diǎn)的整體感知或局部感知問(wèn)題。針對(duì)現(xiàn)有工作并未考慮三維場(chǎng)景多視點(diǎn)整體感知的問(wèn)題，本文首次研究了三維場(chǎng)景多視點(diǎn)感知算法，以幫助人們盡可能地感知整個(gè)三維場(chǎng)景。針對(duì)現(xiàn)有工作中的視點(diǎn)度量算法并不適用于三維場(chǎng)景整體感知的問(wèn)題，本文定義了一個(gè)新穎的視點(diǎn)感

3、知度量函數(shù)，保證了優(yōu)化視點(diǎn)能夠覆蓋足夠多的幾何特征的同時(shí)，更加貼近人們的視覺(jué)感知習(xí)慣。
　　針對(duì)輸入的三維場(chǎng)景模型，本文首先利用三維場(chǎng)景模型中幾何與結(jié)構(gòu)信息定義了基于模型本身的度量函數(shù)，其次利用視點(diǎn)對(duì)應(yīng)觀察視圖的構(gòu)圖美學(xué)信息定義了基于觀察視圖的度量函數(shù)，進(jìn)而加權(quán)組合兩類度量函數(shù)并得到了一個(gè)涵蓋幾何信息、結(jié)構(gòu)信息、美學(xué)信息等感知元素的視點(diǎn)感知度量函數(shù)，保證了其對(duì)應(yīng)的最優(yōu)視點(diǎn)在能夠覆蓋足夠多顯著幾何信息的基礎(chǔ)上更加貼近人們的視覺(jué)感知習(xí)

4、慣?；谠撘朁c(diǎn)感知度量函數(shù)與用戶指定視點(diǎn)個(gè)數(shù)，本文構(gòu)建了一個(gè)多視點(diǎn)整體優(yōu)化模型，保證了多視點(diǎn)協(xié)同感知。為避免陷入局部最優(yōu)，本文利用經(jīng)典的模擬退火算法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行多視點(diǎn)整體優(yōu)化求解，得到最優(yōu)多視點(diǎn)集合。
　　為驗(yàn)證本文算法的有效性與合理性，本文對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行定量與定性的分析。通過(guò)與相關(guān)工作中度量函數(shù)的定量比較，證明了本文視點(diǎn)感知度量函數(shù)的有效性。通過(guò)與優(yōu)秀室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)師人為指定的最優(yōu)視圖集合進(jìn)行定性比較，證明了本文算法的合理性。實(shí)