1.一種基于三維掃描裝置的三維模型曲面重建方法,包括以下步驟:
1)利用三維掃描裝置以均勻的拍攝時間間隔拍攝多組位圖照片,每一組位圖照片包括一幀或多幀順序排列的、具有照明圖案的位圖照片,該組中的其中一幀為全色、全照明的位圖照片,其余為部分照明的位圖照片;
2)將拍攝的位圖照片傳輸給計算機;
3)一組位圖照片到達計算機后內(nèi)存后,計算機對位圖照片進行甄別:如果只有一張全照明的位圖照片,則將其發(fā)送給視頻窗口進行顯示;如果是多張照片,則將那張全照明的位圖照片發(fā)送給視頻窗口進行顯示,其余的部分照明的位圖照片傳輸給GPU,GPU按照光結構算法將其換算成一幅點云,同時建立一個三維局部直角坐標系,三維局部直角坐標系與三維掃描裝置中的面陣傳感器中像素的平面直角坐標系滿足如下的對應關系:三維局部直角坐標系的X1軸和Y1軸與平面直角坐標系的X2軸和Y2軸分別平行,三維局部直角坐標系的Z1軸通過平面直角坐標系的坐標系原點并指向面陣傳感器;
4)計算得到點云后,利用該組照片中的那張全照明的位圖照片對這幅點云進行坐標對應上色處理,然后準備放入配準拼接所需的三維環(huán)境中;
5)將第一幅點云讀入三維環(huán)境中,即將其三維局部直角坐標系與世界坐標系重合;然后依次將后續(xù)點云讀入三維環(huán)境中,即將后續(xù)點云的三維局部直角坐標系與前一點云的三維局部直角坐標系重合且各坐標點進行轉(zhuǎn)動和平移處理,同時利用計算機中的CPU或GPU對后續(xù)點云與前一點云在世界坐標系中進行拼接,并計算出每一個點云的三維局部直角坐標系在世界坐標系中的位置;最后得到整個掃描部位的點云群;
6)將整個掃描部位的點云群進行精確配準,形成一個完整的、每個點包含有顏色信息的部位點云,再進行網(wǎng)格化及平滑處理,得到一個完整的部位的三維曲面。
7)對三維曲面進行顏色渲染。
2.如權利要求1所述的一種基于三維掃描裝置的三維模型曲面重建方法,其特征在于:所述步驟1)中,每一組位圖照片的第一幀照片為全照明照片。
3.如權利要求1所述的一種基于三維掃描裝置的三維模型曲面重建方法,其特征在于:所述步驟1)中,在一個拍攝時間間隔中只拍攝一組位圖照片;當?shù)竭_拍攝時間間隔起點時刻時,如果有結構光拍攝指令存在,就開始拍攝完整的一組位圖照片,即逐一拍攝其中的每一幀,如果沒有結構光拍攝指令存在,則只拍攝一幀全照明照片。
4.如權利要求1所述的一種基于三維掃描裝置的三維模型曲面重建方法,其特征在于:所述步驟4)中,利用全照明的位圖照片對點云進行坐標對應上色的過程如下:點云中的一個點經(jīng)過線性計算,可得到其在平面直角坐標系中的對應像素,用像素的顏色或以像素為中心的多邊形或圓形區(qū)域的顏色平均值作為點的顏色值。
5.如權利要求1所述的一種基于三維掃描裝置的三維模型曲面重建方法,其特征在于:所述步驟7)中,對三維曲面進行顏色渲染的過程如下:內(nèi)表面渲染成一種顏色,外表面按照如下的三維渲染方法進行渲染:沿部位點云中的一個點,做所生成曲面的法線,如果法線與曲面有交點,則渲染該點,即在以法線與曲面交點為中心的一小片多邊形或圓形的區(qū)域中,渲染該點的顏色;如沒有交點,則將該點廢棄;如此處理該曲面所對應的部位點云中的每個點,還可以進行各點顏色的過渡處理,完成該曲面的渲染,形成逼真的曲面模型。