建筑表现论文提纲

论文题目：增强现实技术在建筑表现中的研究与应用

摘要：建筑表现通常是指通过多种媒介工具来表达建筑设计的成果,其不仅是建筑内容的反映更是设计过程交互的手段。本文将建筑表现相关信息在真实场景中增强显示,可为专业建筑人员在施工设计中提供参考与指导。本文主要工作如下:（1）针对普通拍摄图像视野偏小,导致建筑表现相关信息增强显示时效果不够理想的问题,研究并实现了建筑场景的全景拼接模块。首先采用结合单元信息投影熵的SIFT优化算法对建筑场景图像进行特征提取,再通过带顺序概率比测试的R-RANSAC算法进行匹配的矫正,得到该场景的大视域、高分辨率的全景图像。（2）针对普通拍摄图像与增强现实标识全景图像在图像亮度、尺寸等方面可能存在较大差异,无法良好识别的问题,采用基于SURF哈希算法和基于四叉树改进ORB算法分别完成场景的粗细匹配,最终实现用户拍摄图像与该建筑场景的全景图像的匹配识别,并以返回的全景图像作为后续建筑信息增强显示的标识图像。（3）针对传统建模软件不能对建筑信息进行完整表达的问题,采用标准BIM建模软件——Revit软件,进行建筑表现相关信息（包括三维建筑表现模型、建筑立面图、剖面图、内部平面图等）的设计,通过Unity3D引擎内置的GUI命令实现二维图纸的展示、三维模型的增强显示以及其他交互操作等。（4）设计开发了基于增强现实的建筑表现信息展示与交互系统,并对系统进行效果展示与分析。以西安建筑科技大学高层公寓场景为例,在此场景下,完成了全景拼接和场景识别模块的工作,在Revit建模软件中对建筑表现相关信息进行构建,并在Unity3D引擎中实现三维模型的交互以及房屋内部的漫游操作等功能。本文将Unity3D与增强现实技术应用到建筑表现中,完成了建筑表现相关信息的展示与交互功能,对建筑设计领域具有一定的指导和借鉴意义。

关键词：增强现实;建筑表现;Unity3D;全景拼接;场景识别

学科专业：计算机技术

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状与分析

1.2.1 增强现实国内外研究现状

1.2.2 全景拼接国内外研究现状

1.3 本文研究内容及论文的章节安排

1.3.1 本文研究内容

1.3.2 论文的章节安排

2 相关关键技术

2.1 特征提取技术

2.1.1 SIFT特征点检测算法

2.1.2 SURF特征点检测算法

2.1.3 ORB特征点检测算法

2.2 场景识别技术

2.2.1 场景识别概述

2.2.2 图像感知哈希的基本介绍

2.3 三维建模与交互技术

2.3.1 三维建模技术

2.3.2 三维模型交互技术

2.4 本章小结

3 建筑场景全景拼接技术研究

3.1 场景图像采集与变换模型

3.2 结合单元信息投影熵的SIFT优化算法

3.2.1 基于拉普拉斯算子的图像预处理

3.2.2 单元信息投影熵提取SIFT特征

3.3 带顺序概率比测试的R-RANSAC匹配矫正

3.4 实验结果与分析

3.5 本章小结

4 结合改进ORB算法和感知哈希的建筑场景识别

4.1 基于SURF哈希算法的场景粗匹配

4.2 基于四叉树的改进ORB算法的场景精确匹配

4.2.1 四叉树算法原理

4.2.2 改进的ORB特征算法

4.3 实验结果与分析

4.3.1 基于SURF哈希算法的性能分析

4.3.2 改进ORB算法与其他算法对比分析

4.3.3 本文算法与其他直接匹配算法对比分析

4.4 本章小结

5 BIM模型构建与Unity3D模型增强显示

5.1 基于Revit的建筑表现构建

5.1.1 建筑表现

5.1.2 Revit设计的机制

5.1.3 Revit模型导出及Unity3D导入

5.2 基于Unity3D引擎的三维建筑表现模型增强显示

5.2.1 基于Unity3D引擎的三维模型渲染

5.2.2 基于Unity3D+Vuforia的三维建筑表现模型增强显示

5.3 基于Unity3D引擎的三维建筑表现模型交互

5.3.1 实体操纵方式的实现原理

5.3.2 三维建筑表现模型漫游设计

5.4 本章小结

6 基于增强现实的建筑表现信息展示与交互系统

6.1 需求分析

6.2 系统整体架构设计

6.3 系统子模块设计及实现

6.3.1 建筑场景全景拼接模块

6.3.2 建筑场景识别模块

6.3.3 建筑表现相关信息构建模块

6.3.4 三维建筑表现模型交互模块

6.4 系统效果展示与分析

6.5 本章小结

7 总结与展望

7.1 工作总结

7.2 工作展望

参考文献

申请专利或软件著作权

获奖情况

致谢