發(fā)布時間：2020-11-01 08:37

　　 計算機輔助文物虛擬復原技術(shù)主要應(yīng)用于破損文物的拼合,該技術(shù)不僅有效縮短了文物復原的周期而且避免了人工復原對文物的再次破壞,因此相關(guān)研究也成為計算機圖形學領(lǐng)域的研究熱點�；�于傳統(tǒng)幾何驅(qū)動的碎片拼接技術(shù),依賴于碎片斷裂部位幾何信息的完整性及準確性,對斷裂部位存在缺損的文物碎片容易失效。針對該問題,本文將拓撲特征和多特征融合應(yīng)用于文物碎片拼接,圍繞斷裂部位不同程度受損的碎片拼合問題,展開相關(guān)研究。本文研究工作主要包括:(1)針對斷裂部位邊緣受損而引起的輪廓曲線無法充分表示斷裂面幾何特征的文物碎片拼接問題,提出一種基于Morse-Smale拓撲特征的文物碎片自動拼接方法。首先,依據(jù)Morse-Smale復形理論構(gòu)建并簡化碎片斷裂面的拓撲圖;然后,定義基準點和0值面,利用目標點之間的對應(yīng)高度差值,將拓撲圖中四邊形曲面構(gòu)造成為能夠有效表示斷裂面特征的描述符;最后,基于凹凸互補性計算初始特征四邊形匹配集的誤差,篩選出最優(yōu)匹配集,確定鄰接碎片關(guān)系。實驗結(jié)果表明,針對斷裂面結(jié)構(gòu)信息較完整的破碎文物模型,該方法可取得較滿意的拼接結(jié)果。(2)為了有效解決由于碎片斷裂部位受損造成幾何特征缺失,采用傳統(tǒng)的單一幾何特征驅(qū)動方法難以拼合的問題,提出了一種基于斷裂部位輪廓線雙向距離場的文物碎片自動拼接方法。該算法融合碎片表面紋飾信息和斷裂部位的多種幾何特征,并且引入歐式距離一致性和凹凸互補性的多層約束條件,從而構(gòu)造出能夠有效判斷碎片之間鄰接關(guān)系的特征描述符,判斷出碎片之間的鄰接關(guān)系。另外,特征提取過程中采用非均勻采樣,減少了均勻采樣過程中的冗余點,提高了碎片拼合的效率。實驗結(jié)果表明,該方法不僅避免了傳統(tǒng)的斷裂面拼合方法數(shù)據(jù)量大而帶來的高時間代價,而且針對斷裂部位存在不同程度缺損但表面紋飾結(jié)構(gòu)清晰的碎片拼合具有一定的優(yōu)勢。
【學位單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.41;K854
【部分圖文】：

的遺物和遺跡，其種類繁多、技術(shù)精湛且質(zhì)地多樣，揭示了不同時期國家的經(jīng)濟、政和科技的發(fā)展水平以及客觀規(guī)律，這些歷史遺跡向現(xiàn)代的歷史研究提供了可靠的依據(jù)彌足珍貴的題跋。中國作為一個擁有上下五千年文明歷史的文化古國，也在歷史進程留下了一筆燦爛輝煌的文物遺產(chǎn)，其不僅包含了中國幾千年歷史的文化精髓，而且凝了歷代中國人的智慧和才華。然而，隨著歷史的發(fā)展和時代的變遷，文物不可豁免地受到侵蝕和風化等自然或人為等因素的影響，導致很多異常珍貴的歷史遺產(chǎn)已經(jīng)遭受同程度地缺損甚至消失。例如陜西省秦始皇陵兵馬俑在多次大規(guī)模挖掘后，出土了大破碎、缺損的文物碎片，如圖 1(a)所示，為了將這些破碎的兵馬俑碎片進行修復從而復其原貌，考古人員需要對其進行手工拼合，如圖 1(b)所示的馬碎片頭部進行的手工合結(jié)果。然而，傳統(tǒng)的手工復原工作，往往效率低，周期長，除此之外，手工修復中一系列操作，不可豁免地需要與文物碎片進行頻繁的接觸，在文物本身存在一定程度損的同時，如果操作不當容易對文物造成再次破壞。因此，如何設(shè)計一種精確、高效文物修復策略和拼接流程，則成為文物保護和修復領(lǐng)域一個值得深入研究的方向。

第一章 緒論重組方法。該方法將傳統(tǒng)的斷裂部位輪廓線匹配轉(zhuǎn)化成輪廓線雙向距離場的匹配，從而更準確地判斷出碎片間的鄰接關(guān)系，另外，采用最小誤差逼近算法提取斷裂面輪廓線，避免了均勻采樣過程中的冗余點，加快碎片特征點的搜索速度，完成碎片拼合。該算法能夠有效融合碎片斷裂部位的多種特征信息，針對斷裂部位存在缺損的碎片具有一定的優(yōu)越性。1.4 本文結(jié)構(gòu)安排綜上所述，全文共分為五章，章節(jié)結(jié)構(gòu)安排如圖 2 所示：

2.1 引言計算機輔助文物虛擬復原技術(shù)的蓬勃發(fā)展，為文物的保護和修復奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，文物碎片虛擬復原主要包括前期的數(shù)據(jù)采集及處理，核心步驟碎片的重組，以及最后的虛擬展示，并簡要介紹了本文數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理的工作，涉及特征提取、碎片匹配及鄰接碎片拼接等技術(shù)及研究內(nèi)容。本章在簡要的介紹了計算機輔助文物虛擬復原的大致流程之后，然后介紹了兩種經(jīng)典的三維模型特征及其各自特點，最后對碎片重組過程中的匹配和拼接技術(shù)基本原理進行了概述。2.2 破碎文物的虛擬復原流程計算機輔助文物虛擬復原主要包括碎片模型的采集、預(yù)處理、碎片重組、虛擬展示四個階段，如圖 3 所示。
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

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相關(guān)博士學位論文 前3條

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相關(guān)碩士學位論文 前4條

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本文編號：2865292