面向高分辨率激光扫描点云的三维建筑物风格化渲染方法

唐翔， 王伟鹏， 罗欢， 郭迎亚

(1. 福州大学建筑与城乡规划学院, 福建 福州 350108; 2. 福州大学计算机与大数据学院, 福建 福州 350108)

0 引言

三维激光扫描技术的快速发展带来了三维激光扫描系统性能的不断提高. 目前， 三维激光扫描技术已广泛应用于建筑物结构提取[1]、 遗产保护[2]、 城市规划[3]以及虚拟现实[4]等诸多领域. 相比于传统测绘手段， 三维激光扫描具有采集自动化程度高、 测量精度高、 数据生产周期短以及生产过程受环境因素影响小等特点[5]. 其所采集的高分辨率扫描点云是密集分布在被测量物体表面的高密度离散三维点所形成的点集合. 由于三维点云具有空间离散分布的特点， 直接展示原始三维点云缺乏良好的视觉展示效果， 这一缺陷在虚拟现实、 增强现实等应用中尤为明显.

针对三维点云可视化的问题， 关于点云渲染的相关研究一直以来受到学术界和工业界的广泛关注[6-8]. 为了使三维点云的展示蕴含其所处场景的光照信息， 屏幕空间环境光遮蔽的实时渲染方法[6]通过计算光线的遮蔽量以实现三维点云的渲染， 增强了点云展示的真实感. 针对可同时获取三维点云和光学影像的激光雷达扫描系统， 基于三维点云和光学影像匹配的渲染方法[7]通过挖掘不同数据源间的共享信息， 以建立点云与影像间的映射关系， 进而实现点云的真实色彩渲染. 为了更好地挖掘点云与影像间的共享信息， 通过随机一致性采样方法在特……