RU2001118222A

RU2001118222A - Иерархическое основанное на изображениях представление неподвижного и анимированного трехмерного объекта, способ и устройство для использования этого представления для визуализации объекта

Info

Publication number: RU2001118222A
Application number: RU2001118222/09A
Authority: RU
Inventors: Махн-дзин ХАН; Александр Олегович ЖИРКОВ
Original assignee: Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-05-27

Claims

1. Способ представления и визуализации трехмерного объекта, включающий преобразуют исходные данные трехмерного объекта в представление в виде бинарного волюметрического октодерева (БВО), при этом с каждой вершиной БВО, соответствующей координатам точек поверхности объекта, сопоставляют усредненный цвет точек поверхности объекта, координаты которых находятся внутри куба, представляющего собой элемент трехмерного изображения - воксела, соответствующего данной вершине БВО, визуализируют БВО путем иерархического прохождения октодерева от корневой вершины до листьев, при этом получают локальные трехмерные координаты центров вокселов, соответствующих листьям БВО, преобразуют полученные трехмерные координаты в двумерные координаты центра воксела и информацию о размере изображения спроецированного воксела и формируют для каждого листа БВО и отображают соответствующий сплат, перекрывающий область изображения спроецированного воксела и использующий информацию о цвете, причем множество отображенных сплатов визуализируют трехмерный объект.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходные данные трехмерного объекта представляют собой набор изображений с глубиной, либо данные многоугольной модели, либо набор точек с цветом.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что иерархическое прохождение октодерева осуществляют в порядке от вокселов БВО, более удаленных от наблюдателя, к вокселам БВО, менее удаленным от наблюдателя.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что перед

прохождением октодерева вычисляют

где Т - матрица 4х4 видового преобразования координат,

- любой четырехмерный вектор, элементы которого принимают значение 0 или 1;

i - целое число, принимающее значения от 0 до высоты рассматриваемого БВО,

и используют полученные результаты при иерархическом преобразовании трехмерных координат в двумерные координаты, при этом на каждой вершине БВО вычисляют Fi:

и в результате, после прохождения всего пути от корневой вершины до листьев БВО, для каждого листа БВО, задаваемого локальными координатами (х, y, z), получают

где

определяется выражением, использующим бинарную запись координат:

5. Устройство для представления и визуализации трёхмерного объекта, содержащее средство для формирования исходных данных трехмерного объекта, средство для преобразования исходных данных трехмерного объекта в представление в виде бинарного волюметрического октодерева (БВО), связанное со средством для формирования исходных данных трехмерного объекта, при этом с каждой вершиной БВО, соответствующей координатам точек объекта, сопоставлен усредненный цвет точек объекта, координаты которых находятся внутри куба, представляющего собой элемент трехмерного изображения - воксела, соответствующего данной вершине БВО, средство для визуализации БВО, связанное со средством для преобразования исходных данных трехмерного объекта в представление в виде БВО.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство для формирования исходных данных трехмерного объекта выполнено в виде трехмерного сканера реального трехмерного объекта, обеспечивающего формирование на выходе множества трехмерных координат точек.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство для формирования исходных данных трехмерного объекта представляет собой средство для формирования полигональной модели трехмерного объекта.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что средство для формирования исходных данных трехмерного объекта представляет собой средство для формирования изображения с глубиной.

9. Способ представления анимированного трехмерного объекта, при котором преобразуют исходные данные для каждого трехмерного объекта в последовательности трехмерных объектов в представление в виде бинарного волюметрического октодерева (БВО), при этом с каждой вершиной БВО, соответствующей координатам точек поверхности объекта, сопоставляют усредненный цвет точек поверхности объекта, координаты которых находятся внутри куба, представляющего собой элемент трехмерного изображения - воксела, соответствующего данной вершине БВО, в результате чего формируют последовательность БВО для последовательности трехмерных объектов, соответствующей анимированному трехмерному объекту.

10. Способ по п.9, в котором проецируют каждый БВО в последовательности БВО на грани куба, соответствующего корневой вершине БВО, в результате чего для каждой грани куба получают поток видео данных, соответствующих изображениям анимированного объекта, и формируют байтовый поток октодеревьев, каждый байт в котором соответствует вершине октодерева, а каждый бит в байте указывает на наличие или соответственно отсутствие поддерева для данной вершины октодерева, при этом шесть потоков видеоданных и байтовый поток октодеревьев совместно образуют представления анимированного трехмерного объекта.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что для хранения шести потоков видео данных в компактной форме используют формат сжатия видео данных группы стандартов MPEG, а для хранения байтового потока октодеревьев используют энтропийное сжатие.

12. Способ визуализации анимированного трехмерного объекта, представленного в соответствии со способом по п.10 или 11, включающий декомпрессию видеоданных и проецирование шести потоков опорных изображений на БВО для определения цвета для каждой вершины БВО и проецирования полученного окрашенного БВО для визуализации анимированного трехмерного объекта.

13. Способ представления анимированного трехмерного объекта, при котором преобразуют исходные данные для каждого трехмерного объекта в последовательности трехмерных объектов в представление в виде бинарного волюметрического октодерева (БВО), при этом с каждой вершиной БВО, соответствующей координатам точек поверхности объекта, сопоставляют усредненный цвет точек поверхности объекта, координаты которых находятся внутри куба, представляющего собой элемент трехмерного изображения - воксела, соответствующего данной вершине БВО, в результате чего формируют последовательность БВО для последовательности трехмерных объектов, соответствующей анимированному трехмерному объекту, проецируют каждый БВО в последовательности БВО на грани куба, соответствующего корневой вершине БВО, в результате чего для каждой грани куба получают поток видео данных, соответствующих изображениям анимированного объекта, и формируют байтовый поток октодеревьев, каждый байт в котором соответствует вершине октодерева, а каждый бит в байте указывает на наличие или соответственно отсутствие поддерева для данной вершины октодерева, при этом шесть потоков видеоданных и байтовый поток октодеревьев совместно образуют представления анимированного трехмерного объекта.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что для хранения шести потоков видео данных в компактной форме используют формат сжатия видео данных группы стандартов MPEG, а для хранения байтового потока октодеревьев используют энтропийное сжатие.

15. Способ визуализации анимированного трехмерного объекта, представленного в соответствии со способом по п.13 или 14, включающий декомпрессию видеоданных и проецирование шести потоков опорных изображений на БВО для определения цвета для каждой вершины БВО и проецирования полученного окрашенного БВО для визуализации анимированного трехмерного объекта.