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【点云分割】开源 | 点云分割算法，将点云投影到图像上借用图像绘制原理进行数据映射

论文名称：Learning to Segment 3D Point Clouds in 2D Image Space 原文作者：Yecheng Lyu 内容提要 与文献中通过定制的卷积算子捕捉3D点云的局部模式不同...，在本文中，我们研究了如何有效、高效地将这些点云投影到二维图像空间中，使传统的二维卷积神经网络（CNN）（例如U-Net）可用于分割。...为此，我们的目的是绘制图，并将其重新规划为一个整数变成问题，以学习每个单个点云的topology-preserving图到网格映射。为了在实际应用中加快计算速度，本文进一步提出了一种新的分层近似算法。...借助从点云构建图的Delaunay三角剖分法和用于分割的多尺度U-Net，我们分别在ShapeNet和PartNet上展示了最先进的性能，与其他优秀算法相比有显著的改进。...论文主要实现： （1）从点云构造图。 （2）使用图形绘图将图形投影到图像中。 （3）使用U-Net分割点。 主要框架及实验结果 ? ?

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ThreeJS中三维世界坐标转换成二维屏幕坐标

三维开发中最常用的是三维坐标和二维坐标的转换，比如说：给一个三维模型中动态赋予一个文字标签进行展示，以前使用OpenGL处理起来比较麻烦，使用Threejs就简单了很多。...关键一步：vector.project(camera) ，表示将该三维坐标投影到视角相机平面上，变成一个二维坐标，结果为一个单位向量（标准向量），返回的结果是世界坐标worldVector在camera...var vector = worldVector.project(camera);//通过世界坐标获取转标准设备坐标 var w = window.innerWidth / 2;...y = Math.round(-vector.y * h + h); 3D坐标转换成2D坐标，是一种降维度操作，统称为投影。...0.5 //将鼠标坐标转换为3D空间坐标 vector.unproject(camera);

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    OpenGL坐标系及坐标转换

    世界坐标系：在现实世界中，所有的物体都具有三维特征，但计算机本身只能处理数字，显示二维的图形，将三维物体及二维数据联系在一起的唯一纽带就是坐标。...三维物体的相机模拟 为了说明在三维物体到二维图象之间，需要经过什么样的变换，我们引入了相机（Camera）模拟的方式，假定用相机来拍摄这个世界，那么在相机的取景器中，就存在人眼和现实世界之间的一个变换过程...3、选择相机镜头并调焦，使三维物体投影在二维胶片上，它相当于OpenGL中把三维模型投影到二维屏幕上的过程，即OpenGL的投影变换 （Projection Transformation），OpenGL...通过上面的几个步骤，一个三维空间里的物体就可以用相应的二维平面物体表示了，也就能在二维的电脑屏幕上正确显示了。总的来说，三维物体的显示过程如下： 下图——三维物体的显示过程 ?...另一个函数是： void gluOrtho2D(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,GLdouble top) 它是一个特殊的正射投影函数，主要用于二维图像到二维屏幕上的投影

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    附加实验2　OpenGL变换综合练习

    一、OpenGL中的三维物体的显示 （一）坐标系统 在现实世界中，所有的物体都具有三维特征，但计算机本身只能处理数字，显示二维的图形，将三维物体及二维数据联系在一起的唯一纽带就是坐标。...（二）三维物体的相机模拟 为了说明在三维物体到二维图象之间，需要经过什么样的变换，我们引入了相机（Camera）模拟的方式，假定用相机来拍摄这个世界，那么在相机的取景器中，就存在人眼和现实世界之间的一个变换过程...图一、相机模拟OpenGL中的各种坐标变换 从三维物体到二维图象，就如同用相机拍照一样，通常都要经历以下几个步骤： 1、将相机置于三角架上，让它对准三维景物，它相当于OpenGL中调整视点的位置，即视点变换...3、选择相机镜头并调焦，使三维物体投影在二维胶片上，它相当于OpenGL中把三维模型投影到二维屏幕上的过程，即OpenGL的投影变换（Projection Transformation），OpenGL中投影的方法有两种...另一个函数是： void gluOrtho2D(GLdouble left,GLdouble right,GLdouble bottom,GLdouble top) 它是一个特殊的正射投影函数，主要用于二维图像到二维屏幕上的投影

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    关于计算机图形学的一些介绍（01）基本要素与空间变换

    当然，将三维物体投影到二维平面上，一般有两种投影方式：正射投影、透视投影，二者最大的区别在于透视投影需要考虑近大远小的成像机制。...对于三维世界有了基本的认识以后，让我们接下开始对图形学的一些内容进行介绍。 图形学的要素 在上节中，我们简单介绍了在现实的三维世界中如何构造并观察到一个三维物体。...随后，我们将这个立方体放置到一个“世界”场景中，在此之前，“世界”场景中已经有了一个球体： 为了不让他们重叠，我们将这个立方体先将边长从原来的2缩小到1个单位，然后放置到如下位置： 注意看，此时我们的立方体的坐标在此刻与球体共存的世界中的...对于上面我们创建的球体和立方体，摄像机放在原点，分别使用正摄像投影和透视投影的效果大致如下： 容易理解的是，经过投影以后，我们将三维立体的物体转变为了二维图像。...原先三维空间中任意一个点，都“投射”到了二维空间上。如果我们将这个二维空间视为我们的显示器屏幕。

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    【OpenGL】九、OpenGL 绘制基础 ( OpenGL 状态机概念 | OpenGL 矩阵概念 )

    稍后会使用 OpenGL 在桌面窗口中绘制一个点 , 绘制前将当前颜色设置为白色 , 然后绘制的点的颜色就是白色 ; 如果想要绘制不同颜色的点 , 就需要在每次绘制前 , 都修改当前颜色值 ; 整个 OpenGL..., 绘制的 点 定义在 世界坐标系 下 , 是一个三维的点 , 该三维的点需要将其显示到二维屏幕上 ; 模型视口 ( ModelView ) 矩阵 的作用就是将上述 世界坐标系中的三维坐标点 , 放到...的负方向 , 即看屏幕里面的方向 ; 因此绘制的时候 , 如果使摄像机在默认位置时 , 需要将要绘制的模型放在 z 的负方向上 , 如下代码是绘制坐标点的代码 : // 设置绘制点的位置...glVertex3f(0.0f, 0.0f, -0.5f); 其绘制位置是 右手坐标系的 屏幕后面 -0.5f 的位置 , 这样正好暴露在摄像机下 ; 投影 ( Projection...) 矩阵 的作用是将 视口 中的模型 , 投影到二维屏幕 ( 显示器 ) 上 ;

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    终端图像处理系列 - OpenGL ES 2.0 - 3D基础(矩阵投影)

    Overview 移动设备的屏幕是二维平面,要想把一个三维场景渲染在手机二维屏幕上，需要利用OpenGL中的矩阵投射，将三维空间中的点映射到二维平面上。...观察空间（View Space）: 观察空间是将世界坐标转化为用户视野前方的坐标。一般用一个观察矩阵（View Matrix）来完成转换。...为了将顶点坐标从观察变换成裁剪空间，需定义一个投影矩阵（Projection Matrix），它指定一个范围的坐标，比如每个维度上的 -100 到 100。...投影矩阵会将在这个指定范围内的坐标变换为标准化设备坐标的范围（-1。0，1.0）。使用投影矩阵能将3D坐标投影到2D的标准化设备坐标系中。...正交投影矩阵直接将坐标映射到2D平面上。不过正交投影没有透视效果，远处箱子和近处箱子投射到平面上是一样大的，这和我们日常生活中看东西时近大远小的视觉效果是不符的。

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    2.1 几何阶段第 2 章 GPU 图形绘制管线

    上述英文意思是：输入到计算机中的是一系列三维坐标点，但是我们终需要看到的是，从视点出发观察到的特定点（这句话可以这样理解，三维坐标点，要使之显示在二维的屏幕上）。...一定要牢记，显示屏是二维的，GPU 所需要做的是将三维的数据，绘制到二维屏幕上，并到达“跃然纸面”的效果。...顶点变换中的每个过程都是为了这个目的而存在，为了让二维的画面看起具有三维立体感，为了让二维的画面看起来“跃然纸面”。...2.1.2 从 world space 到 eye space 每个人都是从各自的视点出发观察这个世界，无论是主观世界还是客观世界。同样，在计算机中每次只能从唯一的视角出发渲染物体。...屏幕映射：将经过前述过程得到的坐标映射到屏幕坐标系上。

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    【笔记】《计算机图形学》(7)——观察

    内容比较多，由于这次有些地方不太直观因此我记录的比较详细，慢慢看吧 ---- 7.1 观察变换 上一章里讲到了对模型的各种变换，这一章则要介绍如何观察这些三维模型，将三维模型投影到二维屏幕的点上的过程就称为观察变换...，这会让顶点发生很多变化，是观察变换里最复杂的部分 3.视口变换部分 最右边的步骤，将规范视体中的三维顶点们投影到二维的屏幕空间中，这以后才能光栅化顶点渲染到屏幕的像素上 视口变换部分 上面介绍了渲染顺序后...，在这里我们要通过一个矩阵把三维空间中的坐标转换为二维的屏幕坐标，并且其排列顺序要按照3.2中的介绍，也就是依据左下坐标系的形式，将[-1,1]^3的三维空间投影到[-0.5,n-0.5]的二维空间中。...那如何对三维空间进行一个这样的投影呢，我们可以很自然地想到，由于这是一个正交投影，所以这首先是一个降维的问题，我们需要忽视掉视体中的z轴，将顶点拍扁；然后我们可以将顶点在轴向上进行缩放，将其拉伸对齐到像素网格中...从右到左依次应用：调整相机位置和方向，将物体透视变形到正交视体里，将正交视体转为规范视体，将规范视体中的顶点裁剪投影到屏幕空间中。给每个点乘上这个矩阵后再进行依次透视除法得到物体变换后的真实坐标 ?

    2.1K20

    浅谈 GPU图形固定渲染管线

    我们电脑显示器是二维的，GPU所需要做的，就是把三维顶点数据经过转换绘制到二维屏幕上，并让二维画面看起来有3D效果。...例如当我们玩CS游戏时，屏幕显示的内容随着视点的变化而变化，这是因为GPU将物体的坐标从世界坐标系变换到了观察坐标系。...由于透视投影更加符合人类的视觉习惯，它会产生近大远小的效果，所以我们采用这种投影来执行视锥中的3维数据到投影平面的投影。Directx中通过一个称为投影矩阵来将视域体中的几何体投影到投影窗口中。...视口坐标系（屏幕坐标系） 从视点坐标系到视口坐标系的转换是通过视口变换操作来进行的。视口变换的任务是将顶点坐标从投影平面转换到屏幕的一个矩形区域中，该区域称为视口。...在游戏中，视口通常是整个矩形屏幕区域，当然也可以将视口描述为屏幕的一个子区域，视口的坐标是相对于窗口来描述的 经过一系列坐标的转换，我们输入计算机的一系列三维坐标点已经转换为2D屏幕的三维显示数据。

    2.5K80

    AR VR MR 到底有啥区别？

    这里的增强是指通过显示屏幕把虚拟世界叠加到真实世界中去。...3、基于投影的增强现实 基于投影的增强现实直接将信息投影到真实物体的表面来呈现信息。举个栗子，比如将手机的拨号键投影到手上，实现隔空打电话。 ?...还有就是用于汽车前挡风玻璃的HUD（Head-up Display），可以直接将汽车行驶的速度、油耗、发动机转速、导航等信息直接投影到前挡风玻璃，而不需要低头去看仪表或者手机（这在高速驾驶时非常危险），...虚拟化一般使用摄像头来扫描物体进行三维重建，我们都知道摄像头拍摄的画面其实是二维的，也就是画面是扁平的，丢失了深度信息，所以没有立体感，因此需要通过算法把摄像头拍摄的二维的视频进行三维重建，生成虚拟的三维物体...如果有了MR技术，消费者只要戴上MR设备，设备上的摄像头将电路板拍成三维的虚拟图像同步给厂商的售后，售后人员看到的就是非常真实的现场情况，他在判断出问题后能直接给出修理建议，而且能在三维的虚拟实体上把每一步都指点出来

    1.1K20

    旋转矩阵（Rotation Matrix）的推导及其应用

    稍微复杂一点的是旋转，如果只是二维也很简单（因为很直观），但因为是三维的，有xyz三个轴，先推导二维的再延伸到三维。...所以对于二维旋转来讲，旋转矩阵就是 ? 三维旋转，需要先搞清楚正、负方向（使用的是右手法则，在二维平面增加一维z，它的正方向朝向屏幕外）。 绕x轴进行旋转（在yz平面顺时针旋转） ? ?...模型空间 –>( 模型矩阵) –> 世界空间 –> （视图矩阵） –> 观察空间（摄像机，右手坐标系，其余均采用左手） –> （投影矩阵） –> 裁剪空间 –> 屏幕空间，每一次变换都对应着相应的矩阵。...当前的模型观察矩阵，用于将顶点/方向矢量从模型空间变换到观察空间 UNITY_MATRIX_V 当前的观察矩阵，用于将顶点/方向矢量从世界空间变换到观察空间 UNITY_MATRIX_P 当前的投影矩阵...，用于将顶点/方向矢量从观察空间变换到裁剪空间 UNITY_MATRIX_VP 当前的观察投影矩阵，用于将顶点/方向矢量从世界空间变换到裁剪空间 UNITY_MATRIX_T_MV UNITY_MATRIX_MV

    6.1K41

    浅谈 GPU图形固定渲染管线

    我们电脑显示器是二维的，GPU所需要做的，就是把三维顶点数据经过转换绘制到二维屏幕上，并让二维画面看起来有3D效果。...例如当我们玩CS游戏时，屏幕显示的内容随着视点的变化而变化，这是因为GPU将物体的坐标从世界坐标系变换到了观察坐标系。...由于透视投影更加符合人类的视觉习惯，它会产生*大远小的效果，所以我们采用这种投影来执行视锥中的3维数据到投影*面的投影。Directx中通过一个称为投影矩阵来将视域体中的几何体投影到投影窗口中。...视口坐标系（屏幕坐标系） 从视点坐标系到视口坐标系的转换是通过视口变换操作来进行的。视口变换的任务是将顶点坐标从投影*面转换到屏幕的一个矩形区域中，该区域称为视口。...在游戏中，视口通常是整个矩形屏幕区域，当然也可以将视口描述为屏幕的一个子区域，视口的坐标是相对于窗口来描述的 经过一系列坐标的转换，我们输入计算机的一系列三维坐标点已经转换为2D屏幕的三维显示数据。

    2.3K20

    使用SharpGL三维建模技术生成3D井眼轨迹图

    Space)) 裁剪空间(Clip Space) 屏幕空间(Screen Space) 将顶点从一个坐标系转换到另一个坐标系需要用到几个变换矩阵，其中几个比较重要的是模型(Model)、观察(View)...在SharpGL中有两种类型的绘制文字，立体文字和平面文字 立体文字是在世界坐标系上绘制文字，方法是： gl.DrawText3D， 平面文字是在二维屏幕上绘制文字，对应的方法是： gl.DrawText...这里我们更适合使用平面文字，我们需要把三维的世界坐标转换成只有x，y的二维屏幕坐标。...绘制井眼轨迹线/投影线 井眼轨迹线分真正的井眼轨迹线（黄色），还有在背景面，左侧面，和底部面的投影线。 这里涉及到比例尺换算的问题，我们需要把井的实际井深换算到三维图里的世界坐标位置。...绘制水平投影图，把所有测点的Z坐标设置为0进行绘制。 绘制井底点水平线 查找到最底部的测点，然后绘制一条到Y轴的直线即可。

    4.1K50

    （一） 3D图形渲染管线

    （一） 3D图形渲染管线（学习Shader的基础是计算机图形学） 正文 什么是渲染（Rendering） 渲染简单的理解可能可以是这样：就是将三维物体或三维场景的描述转化为一幅二维图像...，生成的二维图像能很好的反应三维物体或三维场景（如图1）： ?...投影变换： 从眼空间坐标到剪裁空间的变换被称为投影变换。投影变换定义了一个事先平截体（view frustum），代表了眼空间中物体的可见区域。...只有在视线平截体中的多边形、线段和点背光栅化到一幅图形中时，才潜在的有可能被看得见。...这就是我们需要变换三维顶点坐标的原因，最终目的就是让GPU可以将这些三维数据绘制到二维屏幕上。

    1.4K30

    GPU 图形绘制管线

    参考自 《GPU 编程与CG 语言之阳春白雪下里巴人》 ---- 图形绘制管线描述 GPU 渲染流程，即"给定视点、三维物体、光源、照明模式和纹理等元素，如何绘制一幅二维图像"。...几何阶段,主要负责顶点坐标变换、光照、裁剪、投影以及屏幕映射，该阶段基于GPU进行运算,在该阶段的末端得到了经过 变换和投影之后的顶点坐标、颜色、以及纹理坐标。...输入到计算机中的是一系列三维坐标点，但是我们最终需要看到的是，从视点出发观察到特定点（可以理解为，三维坐标点，要使之显示在二维的屏幕上）。一般情况下， CPU 帮我们自动完成了这个转换。...3).屏幕映射:将经过前述过程得到的坐标映射到屏幕坐标系上。...经过坐标转化之后，可以得到每个点的屏幕坐标值,但是存在两个问题： 问题一：点的屏幕坐标值是浮点数，但像素都是由整数点来表示的，如果确定屏幕坐标值做对应的像素？

    1.3K40

    ​OpenGL 学习系列---坐标系统

    不规则的形状 好好的正五边形却东倒西歪的，这就是因为我们前面的绘制都是把它当成 二维 的绘制，而在 OpenGL 中却是绘制 三维的。...在二维和三维之间还有个转换，而之前为了方便学习则忽略了这个转换，现在就要开始理解它了 —— 坐标系统！！ 坐标系统 ?...最后裁剪空间到屏幕空间的转换，就是将经过这一系列转换后的坐标映射到屏幕的坐标上，这一过程就不需要转换矩阵了。...观察空间，又是 OpenGL 的摄像机，是将世界空间的坐标转化为摄像机的视角所观察到的空间坐标。...就这样，一个点的坐标就完成了从局部空间坐标 ? 到屏幕坐标 ? 的转变。 ? 坐标的矩阵操作 点的坐标可以看作是一个向量，用 ? 表示，而矩阵用 ? 表示。

    1.4K30

    iOS开发-OpenGL ES入门教程3

    应用程序把数据以图元的方式提供给图形硬件，一般是点、线、多边形、纹理映射图像；基本图元通过几何变换和投影变换，获得二维屏幕坐标；对每一个屏幕像素点进行着色，得到具体的显示帧。 2、几何处理阶段 ?...以顶点为基础，对几何图元进行处理，把三维坐标转变为二维屏幕坐标的过程。 具体的坐标系变换如下： ?...MC是建模坐标系，WC是世界坐标系，VC是观察坐标系，PC是投影坐标系，NPC是规格化投影坐标系，DC是设备坐标系。...几何变换 a、基本几何变换 平移变换、比例变换、旋转变换、对称变换、错切变换 具体的变换矩阵可以点这里 或者 这里 b、复合变换 关于任意点的比例、旋转变换 1、将任意点P移到原点，作平移变换；...2、进行比例、旋转等变换； 3、将参考点移到原处； 绕任意轴的旋转变换 看这里 投影变换 把三维物体变为二维图形表示的过程成为投影变换。

    1.9K50

    WPF 3D绘图-三维建模技术井眼轨迹图实现（一）

    当我们创建三维场景时，实际上是要创建三维对象的在显示屏幕上二维表示形式。由于三维场景的外观会因观察者的观察位置不同而异，因此我们必须设置观察位置。可以使用相机来为三维场景指定观察位置。...了解三维场景如何在二维图面上表示的另一种方法就是将场景描述为到观察表面上的投影。“投影”这个词听起来比较抽象，生活中的物品都是三维的，但人的眼睛只能看到正面，不能看到被遮挡的背面。...我们眼睛看到三维几何体就像看到被相机拍摄的二维相片。三维空间体转化为二维图的过程就叫投影，例如在现实世界中摄像机拍摄物体，是由物体表面反射的光线经过凸透镜聚到感光元件CCD单元上产生的。...投影就是把三维空间投影到二维空间的过程。而不同的投影方式投影尺寸的算法不同。针对于不同的三维场景通常使用不同的投影方式，比如工业设计通常使用正投影（平行投影），而各种游戏场景则通常采用透视投影。 ?...正投影： OrthographicCamera 指定三维模型到二维可视化图面上的正投影。与其他照相机一样，它指定位置、观察方向和“向上”方向。

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