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3D Rekonstruktion aus perspektivischen Konzeptzeichnungen

 
: Wendt, Lars Henning
: Stork, André

Darmstadt, 2008, 73 S.
Darmstadt, TU, Dipl.-Arb., 2008
Deutsch
Diplomarbeit
Fraunhofer IGD ()
3D reconstruction; 2D Sketching; 3D Model Reconstruction; perspective projection; voxelization

Abstract
In dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, das aus Konzeptzeichnungen 3D-Modelle rekonstruiert. Die Zielsetzung ist es dabei möglichst wenig Benutzerinteraktion zu verlangen und keine Kenntnisse in geometrischer Modellierung beim Benutzer voraus zusetzen. Infolgedessen kann ein solches Verfahren als Ergänzung zu herkömmlichen Modellierungsprogrammen eingesetzt werden, um es professionellen Zeichnern zu ermöglichen ihre 3D-Konzepte zu digitalisieren.
Um ein digitales 3D-Modell zu berechnen, werden die Konzeptzeichnungen in Kurven zerlegt. Zu diesen werden entsprechende 3D-Kurven rekonstruiert. Daraus resultiert ein Drahtgittermodell. In diesem Verfahren werden die Endpunkte und die Form der 3D-Kurven getrennt voneinander bestimmt. Zur Bestimmung der Position der 3D-Endpunkte wird der Objektraum disktretisiert.
Für die so entstandenen Voxel werden die zugehörigen 2D-Endpunkte der Kurven durch Projektion des Voxels in die Zeichnungen berechnet. Daraufhin werden die Voxel anhand der Konnektivität der für sie berechneten 2D-Endpunkte bewertet. Infolge dieser Bewertung werden die 3D-Endpunkte und ihre Konnektivität bestimmt. Zum Finden der Form der 3D-Kurven wird die 2D-Kurve perspektivisch in den Objektraum extrudiert. Durch das Anpassen eines Polygonzugs, zwischen den berechneten 3D-Endpunkten, auf diese Oberfläche wird die 3D-Kurve approximiert.

 

In this work a technique for reconstructing digital 3D models from perspective sketches is introduced. The goal for the reconstruction process is to require little user interaction and no user knowledge about geometric modeling. With this assumptions such a system can provide an useful extension for digitalization of design concepts.
In this work the sketches are decomposed in curves approximated by polygonal chains. Afterwards the curves are reconstructed in 3D to obtain a wireframe model. This is achieved in two steps. First the position for the endpoints of the curves are determined in 3D then the shapes of the curves. The 3D endpoints of the curves are determined by discretization of the volume.
For the resulting voxels the corresponding 2D endpoints of the curves are obtained by projecting the voxel into several sketches. Then the voxels are evaluated by the connectivity between the corresponding 2D endpoints. Thus the 3D endpoints and there connectivity are obtained. The shape is reconstructed by extruding the 2D curve into the object space and fitting a polygonal chain between the 3D endpoints on the resulting surface.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-84114.html