三维成像技术中光照调整算法的研究与实现(2)
三文激光扫描技术，我们又叫它实景复制技术，它的优势非常明显。相对于传统的建模方式，它能够对复杂场景进行直接建模，并且能够准确获取物体表面的各个精确坐标，通过仪器能够将扫描出来的大型甚至超大模型直接传输到电脑中，并且准确详细，留作后期的处理和研究。
然而三文激光扫描技术也不是万能的，它也存在着自己的问题，而大多数研究人员的探讨热点往往是如何更好地提取和重建三文几何信息，这主要是因为扫描机器扫描出来的点云数据并不能完成空间商的无缝，即使使用再高的分辨率，我们依然只能得到离散的点云数据，这就依赖于我们对得到的数据进行曲面重建，这样才能得到完整的模型，对于此类情况，国内外专家提出了一系列算法，然而仅仅只有完整的几何模型是不行，我们还需要相应的纹理信息，对得到的三文模型进行准确的纹理映射，才能重建出具有照片极真实度的三文模型，纹理信息不仅仅是对颜色的描述，惊喜的纹理模型还能够对几何模型的不足进行补充说明，因此纹理信息对我们进行三文建模起着至关重要的作用，要想得到精确的三文几何模型，纹理质量永远是一个关键。
在我们的平时使用和研究中，纹理的获取和映射还存在着许多问题，这些问题突出表现在纹理颜色和纹理阴影中，这些问题的存在让我们很难得到精确的三文模型，但是问题的面太宽泛了，我们敏感地主要到纹理信息中一个很重要的部分，就是光照。本课题的研究目标就是对三文成像中光照算法进行调整以得到更加准确的纹理信息。
1.2 研究意义
三文扫描技术已经越来越多地被运用在我们的日常生活中，从考古，建筑，土木工程到超市家具雕塑，具有照片级真实度的三文模型越来越重要，它逐渐渗透到我们生活的方方面面，可惜的是，三文扫描机器迅猛发展，是我们得到更加精确的三文模型变成可能。然而这些只是我们建立三文模型的第一步，只有我们给三文模型附上详细的纹理信息，我们才能得到真正的具有照片级真实感的三文模型。所以纹理在三文模型一直有举足轻重的作用。
我们在建立三文模型前需要对物体进行扫描，现代仪器为了得到完整的纹理信息和模型信息经常需要从多个视点对物体进行扫描，然后通过后期的算法将不同视点扫描出来的信息组合起来，然而正如我们所知的那样，不同的视点的光照强度是不同的，不同的光照强度下得到的纹理模型不仅在质量上存在差异，还存在颜色上的差异，甚至是阴影的错乱繁杂。出现的这样的问题，对我们建立具有照片级真实感的照片造成了很大的困扰，非常不利于真实感的渲染。
因此我们可以得出一个结论，虽然先进的激光扫描器能够建立起高精度的三文模型，但是在光照和阴影的处理上还存在着很大的问题，还没能够达到照片级的效果。
本文致力于三文扫描中的光照算法的研究，以期解决在不同视点光照强度造成的颜色不连续和阴影扭曲错乱的问题，本文主要分为三文点云纹理图像映射关系和光照一次性调整算法及内容，本文的研究工作涉及了图像处理技术，计算机技术，三文扫描技术，图形学等多个领域，相信能够对建立照片级真实度的三文模型做出一定的贡献。
2 点云和图像的数据采集
2.1 点云采集设备及方法
目前对三文物体测量主要是采用三文扫描设备，对三文物体表面的空间位置信息进行测量，所获得的密集的离散点数据被称作为点云数据，目前采用的三文扫描设备是非接触式的，不会对物体造成损伤，因此受到了用户的青睐。