Ecently, metoder som använder bildbaserad rendering för att skapa fotorealistiska 3D-scener har fått mycket uppmärksamhet och antagits för allmänna program som Microsoft Photosynth eller Google Maps Street View. Dessa metoder använder bilder som texturer för att generera scener utan att behöva modellera exakt geometri. Genom att flytta synvinkeln i scenen kan användaren uppleva en virtuell genomgång i bilden. Men dessa metoder kräver ofta dussintals fotografier, speciella anordningar eller komplicerade, tidskrävande uppgifter. (För mer information om dessa metoder, se sidofältet.) Vi har utvecklat ett system för att skapa 3D-scener från en enda 2D-bild med enkel användarinmatning. Vår scenmodell består av en bakgrundsmodell och förgrundsmodeller gjorda av enkla texturerade plana polygoner. För att beräkna en 3D-modells koordinater anger användaren en gräns mellan markplanet och väggplanet. På grundval av gränsen tilldelar systemet djupet till varje modell. Systemet extraherar också snabbt förgrundsobjekt. Även om dessa modeller är enkla och inte rekonstruerar en exakt 3D geometri av inmatningsbilden, vårt system producerar realistiska walkthrough animationer. Vårt system är inspirerat av den banbrytande metoden Tour in i bilden (se sidofältet för mer information). Figur 1 visar hur vårt system fungerar. Med tanke på en landskapsbild placerar den förgrundsmodellerna vertikalt på bakgrundsmodellens markområde. För att göra en scenmodell utför användarna bara två enkla uppgifter: ■ Rita gränsen med en polygonal linje. ■ Lasso förgrundsobjekt grovt för att extrahera dem. Denna process kräver inga komplexa 3D-operationer. Figur 1b visar hur gränsen delar upp scenen i marken och byggnaderna. Modellen representerar byggnaderna och himlen i bilden som väggplan. Om gränsen blir en kurva, kan användarna ungefär ange det genom att lägga till fler hörn till den polygonala linjen. På grundval av gränsen bestämmer vårt system bakgrundsmodellens 3D-struktur och förgrundsmodellernas positioner (se figur 1e ). Definiera gränsen Vi modellerar förgrundsobjekt som en enda plan polygon vars struktur extraheras från motsvarande region i bilden. I allmänhet är exakt extraktion av förgrundsobjekt tidskrävande. Så vi föreslår en snabb metod som extraherar förgrundsregioner enkelt, med hjälp av bildsegmentering och graf-klipp-baserad optimering. Efter användare lasso en förgrundsregion för att extrahera ett objekt, optimerar systemet regionen. Om den extraherade regionen är felaktig vid första försöket, kan användarna förfina resultaten, som vi beskriver senare. Här introducerar vi systemets grundläggande algoritmer. För att konstruera bakgrundsmodellen (se figur Det föreslagna systemet använder en gränslinje för att uppskatta 3D-scenens struktur i en bild. Den kombinerar bildsegmentering och graf-cutbaserad optimering för att snabbt extrahera förgrundsobjekt. Det möjliggör effektiv modellering av dessa objekt, enkelt skapande av deras texturer, och snabb konstruktion av 3D scen modeller. IEEE Computer Graphics och Applikationer 2), vårt system tilldelar först ett lämpligt djup värde till varje vertex av marken polygon och vertikala polygoner som anges av gränsen. Den texturerar sedan polygonmodellen med en bild syntetiserad från den ingående bilden. Datorisera modellen. Vårt system antar att kameran är vid ursprunget, siktriktningen är mot +z, och brännvidden f är känd. Markplanet skär också bildens botten. Vi beräknar modellen genom att omvandla koordinaterna för vertex i, P i (x i, y i ), till homogena koordinater ′ ′ ′ ( ) Pi
Iizuka m.fl. presenterade en interaktiv teknik för att skapa 3D utrymme från en enda bild, men det kräver också användarinmatning REF.
Efficiently Modeling 3D Scenes from a Single Image
{'venue': 'IEEE Computer Graphics and Applications', 'journal': 'IEEE Computer Graphics and Applications', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Medicine']}