基于VTK的三维人脸测地线交互计算可视化系统

摘要

随着计算机虚拟技术、计算机硬件技术以及计算机图形学技术的发展,绘制具有真实感的三维人脸模型已成为计算机视觉以及计算机图形学领域的一个研究热点,广泛应用于电影制作、游戏娱乐、医学美容、人脸识别等领域。在人脸识别领域,由于测地线距离在等距变换下保持不变所以经常被用来描述人脸。本文基于可视化工具VTK对三维人脸深度与亮度数据进行绘制,得到具有逼真效果的三维人脸模型,并实现在人脸模型上交互计算并显示测地线的功能。论文的主要研究工作包括:
　　1、三维人脸模型重建。对可视化工具VTK的管道机制进行调研,并利用相关型图像传感器获得的人脸深度图像绘制生成初步的三维人脸模型。
　　2、将人脸亮度图像纹理映射到模型。将绘制出的初级人脸模型映射到二维纹理坐标系中,读入人脸亮度图像并存储为纹理格式,将此纹理图像映射到人脸模型上,得到具有真实感的三维人脸模型。
　　3、鼠标拾取三维模型上的点,计算并显示所指定的测地线。完成在人脸模型中三维坐标的拾取,通过VC++与matlab的混合编程实现对任意两个拾取点之间测地线的计算并显示的功能。
　　本文利用VTK实现三维人脸建模,并且与matlab进行混合编程,得到不错的效果,为日后进一步工作提供指导意义。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2课题研究的背景及意义

1.3国内外研究现状

1.4论文主要工作与创新点本文的主要研究工作包括：

第二章 数据场的可视化及可视化工具

2.1三维数据场可视化

2.2可视化工具 VTK

2.3本章小结

第三章 测地线相关理论

3.1测地线的概念给定一个曲面 S

3.2测地线的应用

3.3测地线与三维人脸识别

3.4近似计算测地线算法

3.5本章小结

第四章 交互计算可视化系统的实现

4.1系统开发环境与平台

4.2人脸数据的获取

4.3利用深度图像进行人脸模型三维重建

4.4对人脸模型进行纹理映射

4.5对绘制结果进行空间点的坐标拾取

4.6人脸曲面上测地线的计算与显示

4.7本章小结

第五章 总结与展望

5.1本文主要工作

5.2下一步工作

参考文献