近日，中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院可視計(jì)算研究中心又有2篇學(xué)術(shù)論文被SIGGRAPH ASIA 2014接收。至此，成立于2008年10月的可視計(jì)算研究中心已發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文43篇，其中JCR一區(qū)論文34篇，包括9篇SIGGRAPH論文，12篇SIGGRAPH ASIA論文和2篇EUROGRAPHICS論文。
三維全自動(dòng)掃描技術(shù)已經(jīng)有二十多年的研究基礎(chǔ)，但是目前自動(dòng)掃描系統(tǒng)存在可掃描物體尺寸有限、掃描精度不高、掃描耗時(shí)長(zhǎng)等局限性，現(xiàn)有的大多數(shù)商業(yè)產(chǎn)品只是針對(duì)小尺寸或形狀規(guī)則、細(xì)節(jié)較少的簡(jiǎn)單物體，實(shí)際應(yīng)用中通用性不強(qiáng)，難以應(yīng)對(duì)大尺寸、多細(xì)節(jié)、高精度的三維掃描建模任務(wù)。
SIGGRAPH ASIA 2014 入選論文之一是由客座碩士研究生伍世浩和黃惠研究員等人合作的Quality-driven Poisson-guided Autoscanning（《泊松場(chǎng)導(dǎo)向的高品質(zhì)全自動(dòng)三維掃描》）。該技術(shù)基于機(jī)器人自動(dòng)化系統(tǒng)在國(guó)際范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的自動(dòng)建模并搭建了一個(gè)可投于實(shí)際商用的系統(tǒng)平臺(tái)。
該論文的創(chuàng)新性在于提出一種全新掃描思路，通過(guò)試探性曲面重建預(yù)測(cè)，全面分析已有點(diǎn)云的品質(zhì)，規(guī)劃掃描路徑，對(duì)低置信度的部位進(jìn)行自動(dòng)地掃描和拼接，最終得到一個(gè)高品質(zhì)的點(diǎn)云模型。對(duì)于這篇文章，一向以嚴(yán)謹(jǐn)著稱的SIGA評(píng)委給出的評(píng)語(yǔ)為：“這種技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)（三維重建）的一種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方案。”
本次入選的另一篇論文是由研究助理尹康學(xué)和研究員黃惠等人合作的Morfit: Interactive Surface Reconstruction from Incomplete Point Clouds with Curve-Driven Topology and Geometry Control（《曲線驅(qū)動(dòng)的拓?fù)渑c幾何控制下的缺失點(diǎn)云交互式曲面重建》）。
目前三維掃描技術(shù)迅猛發(fā)展，但受限于遮擋、反射、吸收等各種光學(xué)因素，人們獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)總是缺失的。當(dāng)點(diǎn)云缺失嚴(yán)重時(shí)，將它自動(dòng)重建為可以供用戶直接使用的高質(zhì)量三維模型十分困難。因此，高效且易于用戶使用的交互式點(diǎn)云曲面重建技術(shù)變得十分迫切。
由于計(jì)算機(jī)屏幕是二維的，對(duì)幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行三維交互式處理的可控性很低。作者們通過(guò)討論和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果將三維交互分解為相互正交的兩種二維交互，那么提供給用戶的可控性將成倍提高�；谶@一發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)研究將點(diǎn)云重建過(guò)程中的交互分解為兩種相互正交的曲線操作（即骨架曲線和剖面曲線），并提供了一套完整的基于這兩種曲線交互的建模理論和方法。
該研究工作是可視計(jì)算研究中心在三維內(nèi)容快速生成技術(shù)上所取得的又一項(xiàng)成果。它為廣大的三維技術(shù)用戶提供了一種簡(jiǎn)便易用的交互式點(diǎn)云重建方法，大大降低了缺失點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)的使用門(mén)檻，使得人們?cè)谌S技術(shù)普及道路上又向前邁進(jìn)了一步。
2014年12月，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)盛會(huì)“亞洲電腦圖像和互動(dòng)技術(shù)展覽及會(huì)議”（SIGGRAPH ASIA 2014）將在深圳舉辦。這是該會(huì)議首次來(lái)到中國(guó)大陸，而本次入選的兩篇論文也將首次以深圳為主場(chǎng)，為來(lái)自世界各地的參會(huì)者獻(xiàn)上精彩的學(xué)術(shù)報(bào)告。
圖1 泊松場(chǎng)導(dǎo)向的高品質(zhì)全自動(dòng)三維掃描
圖2 曲線驅(qū)動(dòng)的拓?fù)渑c幾何控制下的缺失點(diǎn)云交互式曲面重建
