تلفیق داده های تک سنجنده ی کینکت برای مدل سازی سه بعدی بدن انسان

سروش جهاندیده، s. jahandideh dept. of geomatics, faculty of engineering, university of tehran, tehran, iranدانشگاه تهران محمد سعادت سرشت، m. saadatseresht dept. of geomatics, faculty of engineering, university of tehran, tehran, iranدانشگاه تهران

چکیده

سنجنده­ی کینکت به دلیل برخورداری از هزینه ی پایین و قابلیت استفاده از آن در موقعیت ها و شرایط متفاوت، می تواند به عنوان ابزاری کارا برای مدل سازی سه بعدی بدن انسان بکار گرفته شود. از کاربردهای ساخت مدل سه بعدی بدن انسان می­توان به ایجاد اتاق پرو مجازی برای انتخاب و مشاهده لباس، تولید کاراکترهای گرافیکی در بازی­های رایانه­ای، ساخت آواتار شخصی برای ارتباطات مجازی، تولید پویانمایی و فیلم سه بعدی، ایجاد واقعیت افزوده در گرافیک رایانه و مانند آن اشاره نمود. از اینرو در این مقاله برای اولین بار در کشور، روشی سریع و ارزان به منظور مدل سازی سه­بعدی بدن انسان با استفاده سنجنده ی کینکت ارائه و پیاده­سازی شده است. لازم به ذکر است که مدل سازی سه­بعدی بدن انسان، بخصوص با استفاده از یک سنجنده­ی کینت، با دو چالش اساسی شامل کاهش کیفیت داده های اولیه با افزایش فاصله و همچنین عدم ثبات پیکره شخص در طول اسکن روبرو می باشد. به منظور حل چالش اول، سنجنده در فاصله نزدیکتری به شخص قرار گرفت و از قابلیت چرخش آن و اسکن در زوایای متفاوت برای پوشش بدن فرد استفاده شد. برای حل چالش دوم، از هم­مرجع­سازی غیرصلب استفاده شد که در آن علاوه بر هم مرجع­سازی صلب ابرنقاطِ فریم­های کینکت، تغییر شکل بدن فرد در حین عملیات برداشت داده نیز لحاظ گردیده است. پس از هم­مرجع­سازی ابر نقاط حاصل از اسکن بدن فرد که از هشت ایستگاه دورتادور فرد و در سه زاویه ارتفاعی برداشت شده است، این داده­ها تلفیق شده و یک رویه یا مش[1] بافت دار به آن برازش داده شد تا نمایشی سبک و دقیق با ظاهری واقعی از بدن فرد بدست آید. نتایج تجربی، قابلیت بالای سیستم طراحی شده را نشان می دهد که عبارتند از هزینه ی پایین بواسطه استفاده از یک سنجنده­ی کینکت نسبتا ارزانقیمت، قابلیت اسکن در فاصله ی کمتر بدون نیاز به تجهیزات اضافی، مدلسازی نسبتا دقیق در نواحی پایین پاها و دستها که از حرکات شدیدتری برخوردارند و حفظ جزئیات نظیر چین و چروک ها و مدل مو. نتایج آزمونها نشان می­دهد توسط این سیستم می­توان بدن یک فرد با قد 1.8 متر را از فاصله 1.4 متری (حدود 80% قد شخص) اسکن نمود و به ابر نقاط با تراکم متوسط 3.7 میلی متر با دقت مکانی 1.4 میلیمتر (انحراف معیار ضخامت ابر نقطه) دست یافت. 1 mesh