發(fā)布時(shí)間：2018-01-05 13:18

  本文關(guān)鍵詞：三維點(diǎn)云壓縮與基于WebGL的可視化研究　出處：《北京工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 點(diǎn)云數(shù)據(jù) 壓縮 點(diǎn)云組織 可視化

【摘要】：隨著空間數(shù)據(jù)獲取手段的不斷增多,獲取物體表面的幾何信息的三維激光掃描技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。激光雷達(dá)是一項(xiàng)光學(xué)遙感技術(shù),它利用激光對(duì)物體進(jìn)行密集采樣,以產(chǎn)生高精度的x,y,z測(cè)量值(也可以有顏色值),即點(diǎn)云數(shù)據(jù)。而獲取的點(diǎn)云經(jīng)常保存在多種文件格式中,如txt格式,pcd格式,las格式。這些數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)的都是未經(jīng)壓縮的點(diǎn)云數(shù)據(jù),需要耗費(fèi)巨大的存儲(chǔ)空間。因此,對(duì)這些點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理就很有必要。獲取后的點(diǎn)云數(shù)據(jù),最終都是要做可視化處理的,以供研究人員或者用戶(hù)進(jìn)行全局或局部查看。通常的做法是對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理并創(chuàng)建網(wǎng)格模型,這樣做需要很長(zhǎng)的處理時(shí)間。而且不能對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)直接進(jìn)行可視化,大多需要在計(jì)算機(jī)上安裝OpenGL等圖形庫(kù),這對(duì)普通用戶(hù)而言是有難度的�？上驳氖�,WebGL不需要瀏覽器安裝額外的插件,所以通過(guò)結(jié)合WebGL在瀏覽器對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化是一件非常有意義和實(shí)用價(jià)值的事。本文介紹了數(shù)據(jù)壓縮和三維可視化的相關(guān)概念,包括算術(shù)編碼和三維變換,對(duì)目前常用的多分辨率LOD技術(shù)進(jìn)行了歸納總結(jié),并實(shí)現(xiàn)了針對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮的改進(jìn)算法和點(diǎn)云組織的可視化算法。主要的研究工作如下:(1)研究了點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮方法的改進(jìn)。針對(duì)傳統(tǒng)通用壓縮算法,其僅利用字典方法和統(tǒng)計(jì)方法以及算術(shù)編碼,沒(méi)有考慮點(diǎn)云坐標(biāo)之間的關(guān)系的不足,本文采用了基于點(diǎn)云坐標(biāo)關(guān)系的預(yù)測(cè)編碼、可變長(zhǎng)度編碼和自適應(yīng)算術(shù)編碼相結(jié)合的算法解決這一問(wèn)題。(2)研究了點(diǎn)模型八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)的改進(jìn),使其能夠?qū)Ⅻc(diǎn)八叉樹(shù)的樹(shù)結(jié)點(diǎn)按照最大可視距離進(jìn)行排序,形成線(xiàn)性點(diǎn)模型八叉樹(shù),以便利用GPU高速繪制點(diǎn)模型。針對(duì)基于內(nèi)存的可視化方法的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于外存的雙層八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)和渲染方法。其優(yōu)點(diǎn)在于不需要長(zhǎng)時(shí)間的后處理,不需要點(diǎn)云具有特定的采樣密度,也不需要獲取點(diǎn)的法向量。(3)實(shí)現(xiàn)了基于瀏覽器的點(diǎn)云可視化。該可視化的實(shí)現(xiàn)是基于web的,它渲染上述雙層八叉樹(shù)結(jié)構(gòu)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。渲染方法的主要思想是,只有在視錐體范圍內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)才顯示,并且只顯示一定的層次細(xì)節(jié),也顯示了如何自適應(yīng)點(diǎn)的大小以避免孔洞,以及如何隱藏不同層次細(xì)節(jié)的點(diǎn)密度。最后,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了三維點(diǎn)云壓縮與基于瀏覽器的可視化系統(tǒng),并驗(yàn)證了所提點(diǎn)云壓縮算法和可視化方法的可行性和有效性。
[Abstract]:This paper deals with the improvement of data compression and three - dimensional visualization . ( 3 ) The visualization of point cloud based on browser is realized . The visualization is based on web . It renders the point cloud data of the above - mentioned two - layer octree structure . The main idea of the rendering method is that only point cloud data in the visual cone range is displayed , and only a certain level of detail is displayed , and how to hide the dot density of different level details is displayed . Finally , the design realizes the 3D point cloud compression and the browser - based visualization system , and verifies the feasibility and effectiveness of the point cloud compression algorithm and the visualization method .

【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN958.98;TP393.092
，

本文編號(hào)：1383285