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本课题是天津市科技攻关培育项目“彩色 3D 激光轮廓扫描成像和数据处理系统” (编号:033105211)的一部分,对彩色 3D 激光扫描数据的整套处理过程作了较为系统地分析和研究。本文从算法和软件的角度,实现了彩色 3D 激光扫描数据的预处理和曲面重构的处理过程,最终建构了彩色实体模型,并实现了部分应用数据接口。本课题研究开发的3D数据处理软件具有标准的扫描数据接口,可以广泛地应用在制造业以及网上博物馆等虚拟现实技术中。 论文的主要研究内容有:1.分析了彩色 3D 数据预处理过程的关键步骤和算法,使用系统判断和手动框 选结合的方法,有效的剔除扫描数据中的噪声数据;2.提出了基于 RGB 空间颜色边界约束的点云数据缩减算法,有效地避免了因 数据缩减带来的形状和颜色上的失真;3.利用 B-Spline 曲面拟合算法良好的可调控性,很好地实现了点云数据的平 滑处理;4.在彩色 3D 模型的重构过程中,使用半边数据结构实现网格重构,同时进行 了模型建构后的网格平滑、细分和缩减处理;5.深入分析了 OpenGL 显示彩色模型时关键性的设置问题。使用 C++语言设 计并开发了较为完善、稳定可靠的 3D 处理软件。软件框架采用了分层结构, 较好地完成了功能上的划分,可以灵活地实现软件的修正和升级。