基于点云的三维重建

三维点云可以看作是对物体表面的采样，是最简单的一种三维表达方式。因为点没有大小，缺乏有效的遮挡关系，而且拓扑结构也不明确，所以对于像法向、曲率这样的局部几何信息必须通过求解最近邻后计算得到。根据物体表面几何细节的丰富程度，对点云密度的要求也有所不同，过分稀疏的点云将有可能损失细节。尽管点云并不是最适合稠密重建的表达方法，但是由于点云存储空间小，添加、删除方便，格式简单，适配性好，可以无缝地对接运动恢复结构算法，因此，有许多三维重建的工作选择点云的表达方式。一类基于点云表达的三维重建方法采用平面扫描，通过在空间中一系列的参考平面上进行扫描，检测出光度一致性比较好的点以完成重建。另一类方法则采用表面区域生长的方式，先通过特征匹配计算机得到稀疏的三维点云，然后从已有的稀疏点云出发往外扩张，并利用光度一致性、几何约束和可见性条件等过滤掉质量差的点，不断重复以上匹配、扩张和过滤的过程，直至得到整个场景点稠密三维点云。