fa تلفیق داده‌های تک سنجنده‌ی کینکت برای مدل‌سازی سه‌بعدی بدن انسان فتوگرامتری و سنجش از دور Photo&RS پژوهشي Research <p dir="RTL" style="text-align: justify;"><span dir="RTL">سنجنده&shy;ی کینکت به دلیل برخورداری از هزینه‌ی پایین و قابلیت استفاده از آن در موقعیت‌ها و شرایط متفاوت، می‌تواند به‌ عنوان ابزاری کارا برای مدل‌سازی سه بعدی بدن انسان بکار گرفته شود. از کاربردهای ساخت مدل سه بعدی بدن انسان می&shy;توان به ایجاد اتاق پرو مجازی برای انتخاب و مشاهده لباس، تولید کاراکترهای گرافیکی در بازی&shy;های رایانه&shy;ای، 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 مدل‌سازی سه&shy;بعدی بدن انسان با استفاده سنجنده‌ی کینکت ارائه و پیاده&shy;سازی شده است. لازم به ذکر است که مدل‌سازی سه&shy;بعدی بدن انسان، بخصوص با استفاده از یک سنجنده&shy;ی کینت، با دو چالش‌ اساسی شامل کاهش کیفیت داده‌های اولیه با افزایش فاصله و همچنین عدم ثبات پیکره شخص در طول اسکن روبرو می‌باشد. 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 هم&shy;مرجع&shy;سازی غیرصلب استفاده شد که در آن علاوه بر هم مرجع&shy;سازی صلبِ ابرنقاطِ فریم&shy;های کینکت، تغییر شکل بدن فرد در حین عملیات برداشت داده نیز لحاظ گردیده است. پس از هم&shy;مرجع&shy;سازی ابر نقاط حاصل از اسکن بدن فرد که از هشت ایستگاه دورتادور فرد و در سه زاویه ارتفاعی برداشت شده است، این داده&shy;ها تلفیق شده و یک رویه یا مش<a href="#_ftn1" name="_ftnref1" title=""><span dir="LTR">[1]</span></a></span> 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 می‌دهد که عبارتند از هزینه‌ی پایین بواسطه استفاده از یک سنجنده&shy;ی کینکت نسبتا ارزانقیمت، قابلیت اسکن در فاصله‌ی 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 چروک‌ها و مدل مو. نتایج آزمونها نشان می&shy;دهد توسط این سیستم می&shy;توان 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 میلی‌متر با دقت مکانی 1.4 میلیمتر (انحراف معیار ضخامت ابر نقطه) دست یافت.</p> <div>&nbsp; <hr align="left" size="1" width="33%" > <div id="ftn1"> <p><span dir="RTL">1</span> Mesh</p> </div> </div> <p style="text-align: justify;">Three-dimensional modeling of the human body has become one of the important research topics in computer graphics. This is due to the importance of virtual representation of the human body in applications such as animation, computer games, virtual fitting room and cases etc. This has been obtained in the context of software and hardware developments in computer graphics. In this regard, three-dimensional modeling of the human body with low cost, high quality and accessible to everyone without the complexity and the need for specific expertise for processing is of great importance.</p> <p style="text-align: justify;">The aim of this paper is proposing a method for solving 3D human body modeling. Since the introduction of Kinect by Microsoft with features including low cost, no complexity, depth and color images production with a high frame rate and possibility of using in different lighting conditions, it could be a useful tool for our this purpose. But using the Kinect sensor for human body modeling confronts challenges such as raw data with low resolution and high noise, users movement during the scan, hidden areas and also a lack of accurate connection between depth and color data. In this regard, the idea of using the Kinect rotation motor in vertical angles in order to reduce the distance from the user to increase the quality of primary data was presented. The proposed non-rigid registration method was utilized for solving the problem of user instability during the scan. Also the sensor geometry calibration for accurate alignment of color and depth data was used.</p> <p style="text-align: justify;">In this paper, the procedure for 3D human body reconstruction is as follow: at the first, person is stayed on a specified distance from the Kinect and is scanned in the eight stations at three vertical angles. Then, colored point cloud are achieved by aligning color and depth images and extracting user data from background. Then rigid registration between sequential data stations is performed automatically. In order to solve the problem of instability during the scans, non-rigid registration is done between data station pairs. Finally, a general mesh was generated from the final point cloud and texture mapping is done to produce a realistic 3D body model.</p> <p style="text-align: justify;">The experimental results show that our rapid 3D human body modeling system has a high capability comparing to other similar systems. This system has a lower cost (less than 150 dollars), capacity of scanning in near distance without additional equipment such as rotation tables, and a higher quality of the final 3D model so that the details such as wrinkles and hair style is recognizable. The final 3D model generated from point cloud with about 4 mm density and 4mm noise thickness. Also the problem of low-quality in modeling of legs and shoes caused by a high movement during the scan, have been largely resolved. Therefore, we can generally say that the proposed method resolves the similar system&rsquo;s weaknesses in data collection and processing steps. This makes our system proper for diverse applications and different environment.</p> مدل‌سازی سه بعدی بدن انسان, سنجنده کینکت, هم مرجع سازی غیرصلب, اسکنر های سه بعدی 3D Human Body Modelling, Kinect Sensor, Non-Rigid Registration, 3D Scanner 23 35 http://jgst.issgeac.ir/browse.php?a_code=A-10-331-1&slc_lang=fa&sid=1 S. Jahandideh سروش جهاندیده sjahandideh@ut.ac.ir 10031947532846003129 10031947532846003129 Yes Dept. of Geomatics, Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran دانشگاه تهران M. SaadatSeresht محمد سعادت سرشت msaadat@ut.ac.ir 10031947532846003130 10031947532846003130 No Dept. of Geomatics, Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran دانشگاه تهران