PclSharp--泊松曲面重建

本文介绍了Poisson重建技术,步骤包括构建八叉树、设置函数空间、创建向量场、求解泊松方程和提取等值面。展示了C# PCLSharp库中的实现过程,从点云法向量计算到网格重构的详细步骤。

1、Possion重建是Kazhdan等2006年提出的网格重建方法。Possion重建的输入是点云及其法向量,输出是三维网格。Poisson有公开的源代码,PCL中也有Poisson的实现。

表面重建流程:

①、构建八叉树:采用的是自适应的空间网格划分的方法(根据点云的密度调整网格的深度),根据采样点集的位置定义八叉树,然后细分八叉树使每个采样点都落在深度为D的叶节点;
②、设置函数空间:对八叉树的每个节点设置空间函数 F,所有节点函数 F 的线性和可以表示向量场 V,基函数F采用了盒滤波的n维卷积;
③、创建向量场:均匀采样的情况下,假设划分的块是常量,通过向量场 V 逼近指示函数的梯度。采用三次条样插值(三线插值);
④、求解泊松方程:方程的解采用拉普拉斯矩阵迭代求出;
⑥、提取等值面:为得到重构表面,需要选择阈值获得等值面;先估计采样点的位置,然后用其平均值进行等值面提取,然后用 Marching Cubes(移动立方体)算法得到等值面。
 

2、源码:

using PclSharp;
using PclSharp.Features;
using PclSharp.Helpers;
using PclSharp.IO;
using PclSharp.Search;
using PclSharp.Struct;
using PclSharp.Surface;
using System;


namespace PclSharpTest
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine($"C#--PclSharp算法库测试:");

            //读取点云数据
            var cloud = new PointCloudOfXYZ();
            using (var re

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