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3-Sweep: Extracting Editable Objects from a Single Photo
- 1. 3-Sweep: Extracting Editable Objects from a Single Photo presented by: 吳姿儀 Transactions on Graphics 2013 SIGGRAPH ASIA 2013
- 3. background 3D pose, shape and structure background 3D pose, shape, structure…
- 4. interactive technique human assistance 3-sweep man-made objects
- 7. Input image
- 8. Introduce • cognitive abilities of humans • computational accuracy of the machine 3-Sweep on Basic Shapes • Red stroke and green stroke define profile. • Blue stroke sweeps its main axis. Tap example Telescope example
- 12. 3D man-made objects single photograph cognitive ability of humans computational accuracy of computers
- 13. freer shapes symmetry smoothness multi-view images video
- 14. Thank you for your listen.
Editor's Notes
- 大家好我是吳姿儀， 我要報告的論文題目是3-Sweep: Extracting Editable Objects from a Single Photo 發表於2013的TOG和SIGGRAPH亞洲研討會。
- 大綱 前言 相關文獻 研究方法 實驗結果 結論 第一部分前言為研究動機和目的 第二部分相關文獻提出兩個文獻介紹從單一照片3D建模和基於掃描建模 第三部分研究方法 第四部份實驗結果為最後結果、處理時間和限制 第五部分結論為研究目的貢獻和未來展望
- 動機 由於要從單一照片中擷取並建置複雜的3D模型很困難。 如右圖從照片中要擷取出路燈形狀並建置路燈3D模型。 要將目標物從背景分割出來以及辨識3D模型的構成、形狀和結構等等複雜的步驟。 這對於人類的簡單感知較為困難。
- 目的 從單一照片中透過簡單的互動式技術及人工輔助(human assistance)的方式， 提供使用者快速擷取、建置可編輯的3D模型， 可以重現照片或3D場景以及將原始影像中的物件換成其他模型等應用。 並稱此建模方式為3-Sweep。
- 相關文獻 3D Modeling from a single photo. 從單一照片3D建模。 左圖要建置照片上的原始椅子，青色椅子是候選椅子模型，黃色椅子是變形建置成椅子模型。 步驟:右圖在影像上用矩形框出原始椅子，系統自動比對椅子輪廓， 再用此輪廓匹配相似的青色候選椅子，進行幾何變形和優化成照片上的椅子模型。 限制:依賴資料庫現有、檢索和相似的3D模型。相較下3-Sweep可以自行利用簡單的部分重建物件。
- Sweep-based Modeling. 基於掃描建模。 由一個點，圓球體積用變形、縮放等方式建置成各式各樣的模型。
- 研究方法與步驟 input:原始影像 匯入原始影像。 擷取物件邊緣。 3-sweep技術建置物件中的單一部分。 完整擷取的3D模型。 藉由旋轉不同的方向編輯複製模型，並貼在新的背景上。 output:將模型貼在新的影像或原始影像上
- 研究方法與步驟 Introduce 0:03-0:12 此研究藉由從單一照片來擷取物件並建置3D人造物的互動技術。 方法是智能化地結合人類的感知能力以及機器的計算精度。 3-Sweep on Basic Shapes 0:13-0:33 如何用3-sweep建置模型 使用者從一張圖片擷取物件，使用三個筆畫來定義物體的三維(x,y,z)。(紅綠藍線) 兩個筆畫(紅綠線)定義部分的輪廓(profile)以及第三筆畫(藍線)沿著物件的主軸線掃過。 這個過程逐漸定義了捕捉照片中3D模型的形狀輪廓。 接下來建置兩個比較複雜的模型。 水龍頭0:56-1:21 操作物體前，分離背景是使用PatchMatch演算法所完成。 複製水龍頭的旋轉開關變成十字型並旋轉它。 複製水龍頭並旋轉它，然後附在牆上的另一面。 望遠鏡1:23-1:58 當建置各部分的模型，在平行、同軸和正交都可以自動恢復。 建完模型後，可以簡單編輯進行縮放影像上部分3D模型。
- 實驗結果 從單一影像建置和編輯模型。 酒瓶、桌子、建築物、花瓶、燭台、水龍頭、路燈、茶壺、望遠鏡等等
- 處理時間 表格上記錄每個模型的建置時間 在水龍頭和望遠鏡這兩個複雜的模型 Tap 水龍頭=>55秒 Telescope 望遠鏡=>130秒
- 限制 桌腳=>右圖a由於是非理想的透視投影，在平行限制下的影像桌子腳不能被捕捉到。 牙膏=>由於3-sweep均勻地尺寸輪廓的假設，建置出的牙膏尾部是圓柱形，不是扁形。 瓶子=>捕捉失敗是由於模糊的邊緣導致瓶子的陰影被視為是瓶子本身。
- 結論 此研究藉由結合人類的感知能力以及機器的計算精度，從單一照片建置3D人造模型的互動技術。
- 未來展望 延伸基本元件的範圍。 允許建置更自由形狀的自然物件。 在形狀上增加對稱性和平滑度的限制。 允許從多視角圖或視訊建模，不用深度數據的幫助。