深圳先进技术研究院数字所
siat.cas.cn
25
五月
2011

深圳先进院两篇文章再次入选国际图形学年会——树木建模从“一棵树”到“一片林”

世界上没有两片完全相同的树叶,树木种类,形状,细节的多样性使得树木的三维可视化一直是计算机图形图像领域的一个难题。今年的国际图形学年会SIGGRAPH上,中国科学院深圳先进技术研究院数字所可视计算中心选送的论文《Texture-Lobes for Tree Modelling》突破了之前对单棵树的三维建模的研究工作,将其延伸到大规模现实场景中一排树或一片树木的完全自动化识别和建模。

     SIGGRAPH是计算机图形图像领域影响最广、规模最大,集科学、艺术和商业于一身的国际展览会和学术研讨会,每年参会人数达3万余人。会议每年仅接收 100篇左右具有突出贡献的学术论文,该领域的专家将学术论文入选SIGGRAPH视为自己学术生涯上的重要里程碑。继2010年中国科学院深圳先进技术研究院(下称先进院)可视计算研究中心的三篇论文分别被国际图形学年会SIGGRAPH和SIGGRAPH Asia接受后,近日,又传来喜讯:该中心又有两篇论文被SIGGRAPH 2011接收。

    据悉,SIGGRAPH程序委员会对论文的要求越来越高,今年SIGGRAPH共收到世界范围的投稿432篇,录取82篇,录取率19%,录取率较去年有大幅下降。在“三维获取”子领域中共有三篇论文被录取,其中两篇都来自于先进院可视计算中心,评委给出其中一篇论文的评价是“This is a nice paper and all the reviewers are excited. ”(这是一篇让所有评委都为之激动的优秀作品。)

    电影《阿凡达》向我们展示了一个绚丽的潘多拉星球,实际上潘多拉的一草一木都是电脑合成和渲染,为了达到可以乱真的视觉效果,每一帧的数据量都是天文数字。除了数据量巨大的问题难以解决外,目前的树木建模方法要么用实体几何模型和线框模型实现的树木效果,往往不够美观逼真,要么利用纹理映射和透明混合技术将树木的二维影像交叉地贴加到特定位置上,虽然特定的视点上取得了逼真的效果,却没有体现出树木的真实形体。论文《Texture-Lobes for Tree Modelling》在树木这种自然物体的自动化建模方面取得了重大突破,实现了大规模场景中众多树木的完全自动化识别和建模,提出的树木模型轻量级表示(light representation)解决了大量树木实时渲染的技术难题,使大量的树木建模过程变得速度更快、数据量更小、效果更好。

    被录取的另一篇论文《Global Priors for RANSAC Primitive Fitting》则提出了一种针对人造物体的三维建模方案。该项研究以三维场景的激光扫描数据为基础,充分利用了人类对场景的先验知识,通过对物体内在结构的分析,从而实现了建筑物、道路和汽车等物体的更精确三维建模。

    近两年来,先进院可视计算中心已经有五项研究成果分别发表于SIGGRPAH和SIGGRAPH Asia,在树木和建筑物建模领域确立了国际领先地位。中心的科研成果是构建城市数字化“阿凡达”的一大重点,蕴藏着巨大的商业价值,成果受到工业界的广泛关注。


  

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