سحابة النقاط

الموسوعة الحرة
صورة سحابة نقاط للحلقة
سحابة نقاط مرجعية جغرافية لريد روكس، كولورادو (بواسطة DroneMapper)

السحابة النقطية هي مجموعة منفصلة من نقاط البيانات في الفضاء . قد تمثل النقاط شكلًا أو كائنًا ثلاثي الأبعاد. يحتوي كل موضع نقطة على مجموعة إحداثيات ديكارتية (X، Y، Z). [1] [2] قد تحتوي النقاط على بيانات أخرى غير الموضع مثل ألوان RGB و [2] المتجهات العادية و [3] الطوابع الزمنية [4] وغيرها. يتم إنتاج السحابات النقطية بشكل عام بواسطة ماسحات ضوئية ثلاثية الأبعاد أو بواسطة برامج التصوير الفوتوغرامتري ، والتي تقيس العديد من النقاط على الأسطح الخارجية للأشياء المحيطة بها. كمخرجات لعمليات المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد، تُستخدم السحابات النقطية للعديد من الأغراض، بما في ذلك إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد بمساعدة الكمبيوتر (CAD) أو أنظمة المعلومات الجغرافية (GIS) للأجزاء المصنعة، وللقياسات وفحص الجودة، ولعدد كبير من تطبيقات التصور والتحريك والتقديم والتخصيص الشامل .

المحاذاة والتسجيل

عند مسح مشهد في العالم الحقيقي باستخدام Lidar ، تحتوي سحابات النقاط الملتقطة على أجزاء من المشهد، الأمر الذي يتطلب المحاذاة لإنشاء خريطة كاملة للبيئة الممسوحة ضوئيًا.

غالبًا ما تتم محاذاة السحب النقطية مع النماذج ثلاثية الأبعاد أو مع السحب النقطية الأخرى، وهي عملية تسمى تسجيل مجموعة النقاط .

يمكن استخدام خوارزمية أقرب نقطة تكرارية (ICP) لمحاذاة سحابتين نقطيتين بينهما تداخل، ويفصل بينهما تحويل جامد . [5] يمكن أيضًا محاذاة السحب النقطية ذات التحويلات المرنة باستخدام متغير غير جامد من ICP (NICP). [6] مع التطورات في التعلم الآلي في السنوات الأخيرة، يمكن أيضًا إجراء تسجيل السحابة النقطية باستخدام الشبكات العصبية الشاملة . [7]

بالنسبة للقياسات الصناعية أو التفتيش باستخدام التصوير المقطعي الصناعي ، يمكن محاذاة سحابة النقاط الخاصة بالجزء المصنّع مع نموذج موجود ومقارنتها للتحقق من الاختلافات. كما يمكن استخراج الأبعاد الهندسية والتفاوتات مباشرةً من سحابة النقاط.

التحويل إلى الأسطح ثلاثية الأبعاد

مثال على عرض سحابي لـ 1.2 مليار نقطة بيانات لبيت غزالة ، وهو موقع تراثي معرض للخطر في حلب (سوريا) [8]
إنشاء أو إعادة إنشاء أشكال ثلاثية الأبعاد من خرائط عمق أو صور ظلية أحادية أو متعددة العرض وتصورها في سحب نقاط كثيفة [9]

في حين يمكن عرض وفحص السحب النقطية بشكل مباشر، [10] [11] غالبًا ما يتم تحويل السحب النقطية إلى نماذج شبكية متعددة الأضلاع أو نماذج شبكية مثلثية ، أو نماذج سطحية غير موحدة ذات شرائح B منطقية (NURBS)، أو نماذج CAD من خلال عملية يشار إليها عادةً بإعادة بناء السطح.

توجد العديد من التقنيات لتحويل سحابة النقاط إلى سطح ثلاثي الأبعاد. [12] بعض الأساليب، مثل مثلثات ديلوناي ، وأشكال ألفا ، وتدوير الكرة، تبني شبكة من المثلثات فوق الرؤوس الموجودة في سحابة النقاط، بينما تقوم أساليب أخرى بتحويل سحابة النقاط إلى حقل مسافة حجمية وإعادة بناء السطح الضمني المحدد من خلال خوارزمية مكعبات المسيرة . [13]

في أنظمة المعلومات الجغرافية ، تعد السحب النقطية أحد المصادر المستخدمة لإنشاء نموذج رقمي للارتفاعات الأرضية. [14] كما تُستخدم أيضًا لإنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد للبيئات الحضرية. [15] غالبًا ما تُستخدم الطائرات بدون طيار لجمع سلسلة من صور RGB والتي يمكن معالجتها لاحقًا على منصة خوارزمية الرؤية الحاسوبية مثل AgiSoft Photoscan أو Pix4D أو DroneDeploy أو Hammer Missions لإنشاء سحب نقطية RGB يمكن من خلالها إجراء تقديرات المسافات والحجم. [ بحاجة لمصدر ]

يمكن أيضًا استخدام السحب النقطية لتمثيل البيانات الحجمية، كما يتم ذلك أحيانًا في التصوير الطبي . باستخدام السحب النقطية، يمكن تحقيق أخذ عينات متعددة وضغط البيانات . [16]

ضغط سحابة نقاط MPEG

بدأت MPEG في توحيد ضغط سحابة النقاط (PCC) من خلال دعوة لتقديم العروض (CfP) في عام 2017. [17] [18] [19] تم تحديد ثلاث فئات من سحب النقاط: الفئة 1 لسحب النقاط الثابتة، والفئة 2 لسحب النقاط الديناميكية، والفئة 3 لتسلسلات Lidar (سحب النقاط المكتسبة ديناميكيًا). تم تعريف تقنيتين أخيرًا: G-PCC (PCC القائم على الهندسة، ISO / IEC 23090 الجزء 9) [20] للفئة 1 والفئة 3؛ و V-PCC (PCC القائم على الفيديو، ISO / IEC 23090 الجزء 5) [21] للفئة 2. تم تطوير نماذج الاختبار الأولى في أكتوبر 2017، واحد لـ G-PCC (TMC13) وآخر لـ V-PCC (TMC2). منذ ذلك الحين، تطور نموذجا الاختبار من خلال المساهمات الفنية والتعاون، ومن المتوقع الانتهاء من النسخة الأولى من مواصفات PCC القياسية في عام 2020 كجزء من سلسلة ISO/IEC 23090 حول التمثيل المشفر لمحتوى الوسائط الغامرة. [22]

انظر أيضا

  • سكاند – إضفاء الطابع الديمقراطي على البيانات المكانية
  • Euclideon – محرك رسوميات ثلاثي الأبعاد يستخدم خوارزمية بحث سحابة النقاط لعرض الصور
  • MeshLab – أداة مفتوحة المصدر لإدارة السحب النقطية وتحويلها إلى شبكات مثلثية ثلاثية الأبعاد
  • CloudCompare – أداة مفتوحة المصدر لعرض وتحرير ومعالجة السحب النقطية ثلاثية الأبعاد عالية الكثافة
  • مكتبة Point Cloud (PCL) – مكتبة BSD مفتوحة المصدر شاملة لسحابة النقاط nD ومعالجة الهندسة ثلاثية الأبعاد

مراجع

  1. ^ "ما هي السحب النقطية". Tech27 .
  2. ^ ab "ما هي السحابة النقطية؟ - GIGABYTE Global". GIGABYTE . تم الاسترجاع في 2024-06-26 .
  3. ^ Simsangcheol (2023-02-21). "تقدير المتجهات الطبيعية في سحابة النقاط". Medium . تم الاسترجاع في 2024-06-26 .
  4. ^ "منصة خدمات بيانات وزارة البيئة والغذاء والشؤون الريفية". environmental.data.gov.uk . تم الاسترجاع في 2024-06-26 .
  5. ^ "Continuous ICP (CICP)". www.cs.cmu.edu . تم الاسترجاع في 2024-06-26 .
  6. ^ لي، هاو؛ سومنر، روبرت دبليو؛ باولي، مارك (يوليو 2008). "تحسين المراسلات العالمية للتسجيل غير الجامد لعمليات المسح العميق". منتدى الرسومات الحاسوبية . 27 (5): 1421–1430. doi :10.1111/j.1467-8659.2008.01282.x. ISSN  0167-7055.
  7. ^ لو، ويكسين؛ وان، جووي؛ تشو، ياو؛ فو، شيانغيو؛ يوان، بنغفي؛ سونغ شيو (2019). “DeepVCP: شبكة عصبية عميقة شاملة لتسجيل السحابة النقطية”: 12–21. {{cite journal}}: تتطلب المجلة الاستشهاد بها |journal=( مساعدة )
  8. ^ صورة من مسح ماسح ضوئي ثلاثي الأبعاد عالي الدقة (1.2 مليار نقطة بيانات) لبيت غزالة - موقع تراثي معرض للخطر في حلب بسوريا. كان هذا عملاً علميًا تعاونيًا لدراسة وصيانة وتقوية بقايا المبنى في حالات الطوارئ.، 2017-11-02 ، تم استرجاعه في 2018-06-11
  9. ^ "Soltani, AA, Huang, H., Wu, J., Kulkarni, TD, & Tenenbaum, JB Synthesizing 3D Shapes via Modeling Multi-View Depth Maps and Silhouettes With Deep Generative Networks. In Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (pp. 1511-1519)". GitHub . 27 يناير 2022.
  10. ^ ليفوي، م. وويتيد، ت.، "استخدام النقاط كبدائية للعرض".. التقرير الفني 85-022، قسم علوم الكمبيوتر، جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل، يناير 1985
  11. ^ Rusinkiewicz, S. and Levoy, M. 2000. QSplat: a multiresolution point rendering system for large meshes. In Siggraph 2000. ACM, New York, NY, 343–352. DOI= http://doi.acm.org/10.1145/344779.344940
  12. ^ Berger, M., Tagliasacchi, A., Seversky, LM, Alliez, P., Guennebaud, G., Levine, JA, Sharf, A. and Silva, CT (2016)، دراسة استقصائية لإعادة بناء السطح من السحب النقطية. منتدى الرسومات الحاسوبية.
  13. ^ إنشاء سحابات نقطية شبكية برنامج تعليمي قصير حول كيفية بناء الأسطح من سحابات النقاط
  14. ^ من سحابة النقاط إلى نموذج البيانات الرقمية الشبكي: نهج قابل للتطوير
  15. ^ K. Hammoudi, F. Dornaika, B. Soheilian, N. Paparoditis. Extracting Wire-frame Models of Street Facades from 3D Point Clouds and the Corresponding Cadastral Map. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences (IAPRS)، المجلد 38، الجزء 3أ، ص 91-96، سان ماندي، فرنسا، 1-3 سبتمبر 2010.
  16. ^ Sitek؛ وآخرون (2006). "إعادة البناء التصويري المقطعي باستخدام شبكة رباعية السطوح متكيفة محددة بواسطة سحابة نقطية". IEEE Trans. Med. Imaging . 25 (9): 1172–9. doi :10.1109/TMI.2006.879319. PMID  16967802. S2CID  27545238.
  17. ^ "ضغط سحابة نقطة MPEG" . تم الاسترجاع في 2020-10-22 .
  18. ^ شوارتز ، سيباستيان. بريدا، ماريوس. بارونسيني، فيتوريو؛ بوداجافي، مادوكار؛ سيزار، بابلو؛ تشو، فيليب أ؛ كوهين، روبرت أ. كريفوكوتشا، ماجا؛ لاسير، سيباستيان؛ لي تشو. لاش، جوان؛ مامو، خالد؛ ميكوريا، روفائيل؛ كريفوكوتشا، ماجا؛ ناكاغامي، أوجي؛ سياهان، إرنستازيا؛ الطباطبائي، علي؛ تورابيس، الكسيس م؛ زاخارشينكو ، فلاديسلاف (2018/12/10). “معايير MPEG الناشئة لضغط نقطة السحابة”. مجلة IEEE حول موضوعات ناشئة ومختارة في الدوائر والأنظمة . 9 (1): 133-148. دوى : 10.1109/JETCAS.2018.2885981 .
  19. ^ جرازيوسي ، دانيلو. ناكاغامي، أوجي؛ كوما، ساتورو؛ زاغيتو، الكسندر؛ سوزوكي، تيروهيكو؛ الطباطبائي، علي (2020-04-03). “نظرة عامة على أنشطة توحيد ضغط السحابة النقطية المستمرة: القائمة على الفيديو (V-PCC) والقائمة على الهندسة (G-PCC)”. معاملات APISIPA بشأن معالجة الإشارات والمعلومات . 9 : 1-17. دوى : 10.1017/ATSIP.2020.12 .
  20. ^ "ISO/IEC DIS 23090-9". ISO . تم الاسترجاع في 2020-06-07 .
  21. ^ "ISO/IEC DIS 23090-5". ISO . تم الاسترجاع في 2020-10-21 .
  22. ^ "Immersive Media Architectures | MPEG". mpeg.chiariglione.org . تم الاسترجاع في 2020-06-07 .
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=سحابة_النقاط&oldid=1260267612"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate