Objekt- und Texturrekonstruktion mit einer robotergeführten Kamera

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Realistische Darstellungen dreidimensionaler Objekte sind nicht nur bei Computerspielen gefragt, sondern werden in zunehmenden Maß auch für multimediale Anwendungen interessant. Eine Alternative zur bisher praktizierten Lösung einer aufwändigen Modellierung der 3D-Modelle von Hand ist die automatische Modellerstellung aus einem realen Objekt als Vorlage. Die vorliegende Arbeit stellt ein solches Verfahren vor. Als Eingabe für das Verfahren dienen Bilder des Objekts. Zur Bildaufnahme wird eine robotergeführte Kamera verwendet, welche eine flexible Wahl der verwendeten Objektansichten erlaubt. Eine Beschränkung der Objektansichten auf einen festen Blickwinkel, wie sie z.B. durch die Verwendung eines Drehtellers in Kombination mit einer stationären Kamera vorgegeben ist, besteht hier nicht. Die Geometrierekonstruktion erfolgt mit VisOR (Visuelle Hülle basierte Oberflächen- Rekonstruktion), einer neuartigen Variante des Volumenschnittprinzips. Das Schnittvolumen wird als Oberflächenrepräsentation erzeugt, wodurch die Nachteile volumetrischer Repräsentationen vermieden werden. Bemerkenswert ist außerdem die äußerst hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit dieses Verfahrens, wodurch es auch zur Echtzeitrekonstruktion bei dynamischen Szenen unter Verwendung von mehreren stationären Kameras verwendet werden kann. Zusätzlich zur Geometrie wird aus den Kamerabildern die Oberflächenbeschaffenheit des Objekts in Form eines Texturbilds rekonstruiert. Da hierfür Kamerabilder aus unterschiedlichen Objektansichten verwendet werden, können störende Artefakte entstehen. Diese werden mit einem neuartigem Verfahren unterdrückt, das unabhängig von der Objektgeometrie für möglichst nahtlose Übergänge zwischen den Bildern sorgt. Zu einer Beurteilung der Rekonstruktionsgenauigkeit des vorgestellten Verfahrens wird der Einfluss einzelner Fehlerquellen auf die Form des rekonstruierten Objekts untersucht. Es zeigt sich, dass vor allem eine fehlerhafte Roboter- bzw. Kameraposition, stark konkave Objektbereiche oder kleine Löcher zu Problemen führen. Diese können mit den skizzierten Lösungsvorschlägen behoben werden, so dass sich auch bei komplexen Formen, die verfahrensbedingt mit Volumenschnittverfahren nur schwer rekonstruiert werden können, gute Ergebnisse erzielen lassen.