[发明专利]物体全方位轮廓精确绘制方法

说明书

本发明公开了一种物体全方位轮廓精确绘制方法，属于图像显示与处理领域，包括以下步骤：导出立体模型各个节点的三维坐标；记录视角参数；生成正射投影轮廓层；竖起物体，计算物体立体轮廓；视角转换，计算投影轮廓；自交多边形合并，简化轮廓内部构造；判定遮挡关系，删除重叠阴影；圆滑处理。本发明物体全方位轮廓精确绘制方法算法简单，耗时短，提取的物体轮廓变形小且对形状不规则的物体的轮廓绘制效果好，还能消除重叠，并对轮廓进行圆滑处理提高提取整体效果；本发明不但能应用到现实增强技术中，还可应用到虚拟仿真系统和GIS中。

技术领域

本发明涉及图像显示与处理领域，尤其涉及物体全方位轮廓精确绘制方法。

背景技术

现实增强是一种利用计算机对受众所看到的真实景象或者物体经过数字化处理计算之后，在相应位置合成虚拟元素(包括文字、图像、视频等)的一种技术，它可以实时地将现实世界与虚拟景象或物体相叠加，从而营造一种虚实结合的空间，这完全不同于人类以往的感知体验，从而产生一种更深层级的人机交互体验，更有可能改变人们对现有世界认知的过程和形式。

在虚拟场景中，物体形状的准确提取对于物体轮廓提取及相关触发事件有重要影响。目前行业中一般都采用人工绘制轮廓的方法，主要包括基于图像识别方法、轮廓投影机算法等。其中，图像识别法以立体视觉法为代表，立体视觉法是用双目或多目视觉，通过不同位置的摄像机对统一目标进行多个图幅，根据三角测量原理，利用图像中对应点的视差计算范围内目标表面的立体信息。

立体视觉法的缺点是寻找对应点的难度大，算法复杂，耗时较长，且其提取的物体轮廓形变较大，走样严重，更加关键的是当方位变化后形状就完全改变，因此需要人工绘制多个方向轮廓，效率低下。此外，现有的现实增强中物体轮廓的绘制方法还存在物体轮廓不规则导致整体效果差的问题和物体轮廓相互叠加的问题。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种物体全方位轮廓精确绘制方法，用于根据视角和物体参数，快速精确计算出物体形状，以便提取该物体详细关联信息。本方法不但能应用于现实增强技术中，还能应用于虚拟仿真和GIS(Geography Information System，地理信息系统)中。

本发明物体全方位轮廓精确绘制方法，包括以下步骤：

S1：导出立体模型各个节点的三维坐标；

S2：记录视角参数；

S3：生成正射投影轮廓层；

S4：筛选边缘点，物体竖起，提取物体立体轮廓；

S5：视角转换，计算物体投影轮廓；

S6：自交多边形合并，简化轮廓内部构造；

S7：判定遮挡关系，删除重叠阴影；

S8：圆滑处理。

进一步地，步骤S3中包括步骤：根据所有三维模型节点坐标，忽略高程，投影到平面，取三维模型所有节点坐标值，形成复合多边形，最大轮廓即该三维模型平面轮廓，所有模型的正摄投影轮廓，保存为图层。

更进一步地，所述步骤S4进一步包括以下步骤：

S411：筛选模型所有节点坐标的X、Y、Z的最大值和最小值；

S412：将所有节点坐标(x，y，z)与X、Y、Z的最大值和最小值做对比，若满足以下条件则该节点坐标被删除：

(X的最大值>x>X的最小值)且(Y的最大值>y>Y的最小值)且(Z的最大值>z>Z的最小值)。

进一步地，所述步骤S5包括以下步骤：