基于骨架点云的树木建模方法技术

本发明专利技术涉及一种基于骨架点云的树木建模方法。该方法以手工勾画的树木主枝和树冠轮廓作为输入自动创建树木模型，其主要步骤包括：通过像素分析从勾画的笔画中提取二维骨架、由两个二维骨架构建三维骨架点云、在三维点云信息指导下将一个二维骨架扩展为三维主枝骨架、基于树冠轮廓约束创建细枝和叶子。本发明专利技术易于使用、算法简单、建模效率高，能够创建出具有真实感的树木模型。其建模结果在计算机游戏、三维电影、网络漫游、城市景观设计等领域具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机图形学和计算机视觉
，涉及一种根据草图进行树木建 模的方法。
技术介绍
计算机游戏设计、三维电影制作等应用领域需要大量具有逼真视觉效果的植物模 型。植物建模系统在这些领域中的应用要满足建模速度和视觉效果两个方面的要求。因此 研究使用方便、运行速度快的植物建模方法对实际应用具有重要意义。目前的植物建模方法大致可分为四大类第一类是基于植物学知识对植物形态进行建模的方法。这类方法主要考虑植物生 长规律，如Lindenmayer提出的L系统；第二类是基于图像的植物建模方法。这类方法以植物图片作为输入信息，通过各 种视觉重建方法构建植物模型，如2006年Quan提出的植物建模方法；第三类是基于三维扫描的植物建模方法。这类方法以三维扫描数据作为输入构建 植物模型，如2006年Xu提出的树木建模方法；第四类是基于手工交互的植物建模方法。这类方法以用户勾画的二维草图作为输 入，或通过三维交互直接控制输出的三维模型形状，如2005年Okabe提出的植物建模方法。基于生长机理的方法适用于生长模拟，农业分析等，但是一般需要调整参数，不便 于控制输出，因此不适用于真实植物建模；基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于骨架点云的树木建模方法，其特征在于，该树木建模方法的步骤包括：步骤１：用户在两幅树木图片上用单像素画笔或者画刷手工勾画出具有树冠轮廓、具有不同的主枝笔画的树木草图，将具有不同的主枝笔画的两幅草图输入到图像处理设备；步骤２：图像处理设备对草图中每个主枝笔画像素的近邻像素进行分析，从而提取二维骨架；步骤３：基于等高同位置对应原则从两个二维骨架构建三维骨架点云，使该三维点云在两个输入方向的平行投影满足二维骨架约束；步骤４：基于三维骨架点云，将一个二维骨架扩展为三维主枝骨架；步骤５：以构建的三维主枝骨架为模版，在二维树冠轮廓约束内，通过主枝的复制、平移、旋转操作构建第一级细枝骨架，然后以第一级...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓鹏，刘佳，李红军，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]