Rekonstrukce povrchu z mračna bodů

Abstract

Rekonstrukce povrchu z mračna bodů představuje velmi moderní a široce používanou metodu v digitalizaci reálných povrchů. Hlavní zaměření této práce je na srovnání několika algoritmů (Poisson surface reconstruction, Ball Pivoting Algorithm, Fourier surface reconstruction, Wavelet surface reconstruction a Multi-level Partition of Unity implicits), které rekonstruují původní povrch ve formě trojúhelníkové sítě z orientovaného mračna bodů. Každý algoritmus prošel důkladným testováním na reálných i syntetických datech, které byly dále upraveny pro pokročilejší experimenty. Následné vyhodnocení je provedeno v různých kategoriích. Jak vizuelně, tak s pomocí naměřených metrik (např. Hausdorffova vzdálenost). Společně tyto experimenty poskytují důkladnou analýzu stavu rekonstrukčních algoritmů. Provedené experimenty ukazují, že výběr optimální metody závisí na konkrétní úloze. V zásadě však nejlepších výsledků dosahují metody Possion surface reconstruction a Fourier surface reconstruction.

Surface reconstruction from point clouds represents very modern and widespreadly used method for digitalization of real surfaces. The main focus of this work is on a comparison of several algorithms (Poisson surface reconstruction, Ball Pivoting Algorithm, Fourier surface reconstruction, Wavelet surface reconstruction and Multi-level Partition of Unity implicits) that reconstruct original surface in a form of triangle mesh from an oriented point cloud. Every algorithm was used in a series of tests on both real and synthetic datasets which were also modified to suit more complicated experiments. The following evaluation is done in various categories. The results are evaluated both visualy and with calculated measures (such as Hausdorff distance). Together these experiments depict a detailed analysis of the state of surface reconstruction algorithms. Our experimets show that the selection of optimal algorithm depends on a concrete task. Overall Possion surface reconstruction and Fourier surface reconstruction provide the best results.