基于三维激光点云的雕塑Nurbs模型构建方法研究

孙 迪

(福建省地质测绘院，福州，350011)

雕塑是城市景观的重要组成部分，一般具有丰富的寓意，既是观赏物，也是纪念物。高精度获取雕塑的空间外形是进行修复工作的前提[1]，三维激光扫描技术的出现为获取雕塑高密度三维点云,进而进行逆向建模提供了可靠的保障。目前，根据工作方式的不同，用于雕塑建模的三维激光扫描设备主要分为架站式扫描仪和手持式扫描仪[2]，二者都需要一定的空间特征点或在雕塑上布设标定物，将不同时序下获取的三维点云拼接成一个整体，从而为后续逆向建模做准备[3]。

根据空间几何单元组成及表现形式的不同，基于三维点云构建的模型主要分为Mesh网格模型和Nurbs模型[4]，Mesh网格模型由三角面片组成[5]，即设定三角面片几何参数，并基于一定的点云滤波和空间筛选算法，将三维点云按照一定间隔，优选最佳的扫描点位，组成连续的三角形，进而形成空间三维模型[6]。Nurbs是“非均匀有理B样条”(Non-Uniform Rational B-Splines)的缩写，其模型是由空间连续的不规则曲面构成，建模方式能够更好地控制物体表面的曲线度，其展现形式更贴近于扫描物体的真实空间形态[7]。笔者提出基于三维激光点云自动构建Mesh模型，再利用Mesh模型构建Nurbs模型的方法，自动化程度高，处理时间短，且精度高，以利用一个石狮子雕塑为例，介绍了如何利用该方法进行模雕塑模型构建。

1 外业扫描及点云预处理

1.1 外业扫描

在采用架站式三维激光扫描仪对石狮子雕塑采集空间三维点云数据作业前，首先需要进行现场踏勘，制定合理、高效的架站方式，根据现场情况及后续成果的要求设置适当的扫描密度等参数。……