3DPointCloudReconstruction(3D点云重构)

  本科时候做的东西了，3D点云重构。目前点云在游戏界应该用的挺少，关键算法还不够成熟，运算量非常大。但是在学术界和电影界就挺活跃的，指环王的模型就是用点云生成的。我这个算是个成败参半的项目。最近决定拿出来晒晒，一来从这个项目自己学到很多东西，拿来复习下，二来也从失败的经验学到教训，三来很多公司要作品链接，顺便发上来。

  从软件工程角度说，无疑非常失败的。一是用了XNA作为3D的API，这是最失败一步。由于XNA是面向开发小游戏的，做3D图形研究非常不适合，一来速度受到限制，二来没有GPU的接口，三来由于其基于C#.net平台，无法利用已有的3D图形开源资源（因为3D绝大部分学术资源都是用C++写的，像cgal，meshlab，vtk，还有很多数学库等等），而且还只有我自己一个人做，这样意味着所有琐碎的东西你都要自己写，根本没有足够精力去处理3D点云的优化算法。

  不过从学习理论的角度讲，它算是对我来说非常成功的项目。因为所有的细节都要自己处理，包括camera，所有数据结构，八叉树等等，所以扎实了很多3D图形学的知识。没有数学库，自己就所有把《数值分析》上面所有算法都自己写了一遍，包括QR算法，用来求任意实的非奇异矩阵的全部特征值；反冥法求出已知协方差权重矩阵的最小特征值的特征向量；高斯法求解方程组；最小二乘法等等。然后初步实现了Marc Alexa，“point set surfaces”这篇paper的点云投影算法。后来也因为其具有一定的理论性，得到了我们学校1%名额评选的优秀毕业作品。

  先截图，技术细节以后有空再详细分解下。

  图1原始南瓜点云模型

 

 

图2用八叉树组织的南瓜模型

 

 

 

图3用八叉树组织的南瓜模型

 

图4局部投影结果，黑色部分为法向

 

 

 

 

图5原始南瓜的渲染结果

 

图6投影后的南瓜渲染结果