本发明提供了一种能产生在视觉上物体表面的准确电子表示的纹理化系统。表面在视觉上的准确电子表示是以纹理的形式。在物体的电子表示的表面上使用的纹理可用该种纹理化系统创建。物体的纹理化电子表示可用在如导航地图的各种应用中。这样的物体可以包括，例如，办公大楼、医院、房屋、桥梁、雕像、植被和/或其他自然或人造地标。
该物体的电子表示可以任何形式。例如，该电子表示可以是三维的电子图像形式。在另一个例子中，可用多个三维电子图像形成的三维电子模型来电子地显示该物体。可以通过扫描该物体，通过手工制造物体，或以任何其他技术创建物体的电子表示以得到电子形式的物体几何结构的显示。可用纹理化系统为物体的电子表示表面进行纹理化。
纹理化系统可运行于任何计算机中并包括了库组件和图形用户界面组件。该库组件代表包括源纹理类的源纹理库和存储纹理的复合纹理类。此外，该库组件可包括显示源纹理类内容的纹理目录以及复合纹理目录。该图形用户界面组件可包括源纹理操作组件、复合纹理合成组件和纹理选择组件。
纹理化过程涉及将一个图形文件，如物体的电子照片，标识为一个源纹理。该源纹理可被分配一个唯一标识符且可被存储于纹理库的源纹理类中。此外，该源纹理可与使用唯一标识符的物体的电子表示的一个或多个表面相关联。该源纹理也可被用于形成复合纹理。
源纹理可被变换以形成至少一部分复合纹理。源纹理的变换可涉及创建一个包括该源纹理的唯一标识符的变换过程。该变换过程可被分配一个唯一的标识符且可被存储于纹理库的复合纹理类中。变换过程的唯一标识符可与物体电子表示的一个或多个表面关联。当该物体的电子表示被显示时，可执行变换过程以使用源纹理产生复合纹理的图像。此外，可基于源纹理的唯一ID和已产生的图像对源纹理进行检索。因此，只有变换过程的唯一标识符和/或源纹理的唯一标识符可与该物体电子表示的一个或多个表面关联。
变换过程可以包括源变换过程的第一变换过程和复合变换过程的第二变换过程。该源变换过程可以通过用源纹理操作组件有选择地对源纹理进行处理而形成。这些操作可以包括利用源纹理操作组件提供的源纹理处理显示对源纹理进行的剪切、着色、旋转和镜像。通过对先前用源变换过程处理的源纹理有选择地进行重复、缩放、定位和排序，可形成该复合变换过程。利用复合纹理合成组件提供的复合纹理形成显示，可执行源纹理的重复、缩放、定位和排序。可结合源变换过程和复合变换过程来形成代表了复合纹理的变换过程。
纹理化系统的一个有趣特征涉及库组件。当运行该纹理化系统的计算机包括一个计算机服务器和至少一个客户计算机时，该库组件可保持该服务器计算机的主纹理库和该客户计算机的本地纹理库间的同步。同步可以包括当各个库被同步时，识别出主纹理库和本地纹理库间纹理属性和目录中的不一致。也可将一组来自主纹理库的唯一标识符分配给本地纹理库用于用客户计算机产生的任何新纹理。
在考查以下附图和详细说明后，对于本领域的技术人员，本发明的其他系统、方法、特色和优势将是或将变得显而易见。所有这些附加系统、方法、特色和优势将包括在本说明书内，属于本发明的范围内。

参考以下附图和说明可更好地理解本发明。图中各组成部分不必按比例缩放、强调，而是在于说明本发明的原理。而且，在附图中，同样的参考数字在全部不同视图中指示相应的部分。
图1是一种成像系统的框图。
图2是包括在图1成像系统中的扫描器在物体附近所占扫描位置的实例。
图3是可以用图1成像系统扫描的各种物体的实例。
图4是说明图1成像系统工作的实例流程图。
图5是图4实例流程图的第二部分。
图6是包括在图1成像系统中的一种计算系统的框图。
图7是用图1成像系统开发的电子三维图像的实例。
图8是用图1成像系统开发的电子三维图像的另一个实例。
图9仍是用图1成像系统开发的电子三维图像的另一个实例。
图10是包括在图6计算系统中的一个纹理化模块的框图。
图11是图10纹理化模块所执行的图形操作过程的实例。
图12是图10纹理化模块内的纹理目录的实例。
图13是图10纹理化模块产生的纹理选择显示的实例。
图14是图10纹理化模块产生的源纹理处理显示的实例。
图15是图10纹理化模块产生的复合纹理形成显示的实例。
图16是图10纹理化模块产生的纹理制作器显示的实例。
图17是说明图1成像系统内的图6计算系统操作的实例流程图。
图18是图17实例流程图的第二部分。
图19是说明图6纹理化模块操作的实例流程图。
图20是图19实例流程图的第二部分。
图21是图19实例流程图的第三部分。

本发明提供了一种能开发出表示物体纹理化三维电子模型的成像系统。一旦生成，该电子模型可被用在包括导航地图的多种应用中。术语“电子表示”、“电子形式”、“电子模型”和“电子图像”应被广义地解释为包括了任何形式的可被捕捉、处理、存储和视觉显示的数字数据，如一个数据文件。
图1是成像系统100实例的框图。该成像系统100包括同扫描器104通信的计算系统102。该计算系统102可以是任何能执行指令、进行计算、存储数据、检索数据和与扫描器104通信的装置。
该计算系统102可以包括掌上计算机、笔记本计算机、桌上计算机、服务器计算机和大型机等中具有的特征、功能和能力.例如，该计算系统102可以包括至少一个处理器、至少一个用户接口、至少一个数据存储器、至少一个通信接口等.被说明的计算系统102包括地点计算系统106和实验室计算系统108.地点计算系统106和实验室计算系统108间的通信可以有跨一个或多个网络的无线、有线和/或光通信通路.作为其他选择，数据可以通过一个存储器存储装置如磁和/或电子存储器装置在地点计算系统106和实验室计算系统108间传输.类似的通信技术可用于计算系统102和扫描器104之间.
尽管该地点和实验室计算系统106和108被说明成两个分开的系统，也可以使用单一的计算系统、或三个或更多计算系统。此外，在地点计算系统106和实验室计算系统108中也可以出现多个独立的协同工作的计算系统。
扫描器104可以包括定位系统112、点扫描器114和彩色扫描器116。定位系统112可以是任何提供有关扫描器104物理定位的位置信息的系统。该扫描器位置信息可以包括扫描器104的地理位置、倾斜度和方位。被说明的定位系统112包括卫星定位系统120和倾斜度方位传感器122。
卫星定位系统120可以是任何用三角测量技术工作以确定扫描器104地理位置的定位系统。例如，定位系统112可以是全球定位系统(GPS)、差分全球定位系统(DGPS)或全球轨道导航卫星系统(GLONASS)。可以根据导航坐标(如，纬度和经度)来确定地理位置。此外，扫描器104在平均海平面以上的高度可由卫星定位系统120确定。
倾斜度方位传感器122可以是任何能探测扫描器104水平和面对方向的传感器。例如，倾斜度方位传感器122可包括至少一个电子传感器，提供基于磁北的指示扫描器104面对的如北、南等的方向的电信号。此外，倾斜度方位传感器122可以包括一些例如基于重力的传感器，提供指示扫描器104俯仰和摇摆的电信号。
点扫描器114可以是任何能测量物体以形成该物体几何三维电子图像点云表示的装置。例如，点扫描器114可包括选择地指向物体上不同点的激光束。基于被反射的激光束，可以确定出扫描器104到每一点间的距离。该距离可被用于产生代表该物体表面上点的几何点数据。激光扫描器的实例是由奥地利Riegl Laser Measurement GmbH(Riegl激光测量股份有限公司)生产的LMS-Z系列的陆地3D扫描器。
包括在点扫描器114中的处理器可以确定并记录这些几何点以形成一个点云。例如，物体上每一点和扫描器104间的距离可被用来确定点云。基于被测距离的点记录软件的实例是可从奥地利Riegl激光测量系统股份有限公司获得的RiSCAN软件。
彩色扫描器116可以是任何能对代表物体颜色的参数进行检测的装置。彩色扫描器116可以选择性地将一束光指向物体。根据从物体反射的光束，可以确定出颜色参数。被检测参数可以是也可被称为像素的颜色点。点扫描器114中的处理器也可以确定并纪录该颜色点。
用点扫描器114采集的几何点形式的图像数据可以表示该物体的几何形状。用彩色扫描器116采集的颜色点(或像素)形式的图像数据可以显示该物体的颜色。如同这里使用的情况，术语“图像数据”指的是该几何点和该颜色点的结合。
点扫描器114和彩色扫描器116可以是两种独立的同步工作以采集图像数据的扫描装置.在一次扫描内的几何点可同颜色点相关联.例如，点扫描器114可发射一束距离彩色扫描器116所发激光束5厘米的光束.彩色扫描器116可以是一个在物体确定区域内扫描颜色“线”的线传感器.每一条颜色线由彩色扫描器116投射到该物体上的确定宽度的一束在纵向延展的光束的宽和长所定义.例如，该颜色传感器可在一确定区域内扫描，此区域是有确定宽和高的垂直或水平矩形区域.该矩形区域可以被分解成更小的颜色的纵向延展区域(例如，颜色线)，这些区域被顺序地扫描直到整个长方形区域已被完全扫描.一条颜色线的测量导致了包括颜色点的颜色点数据的检测.
检测颜色点的时间段可以比检测几何点的时间段长。这样，在一次扫描期间，为在一段时间中检测出物体表面确定区域内的一条线的颜色点(像素)，彩色扫描器116可以作为线传感器来工作。在同一段时间内，点扫描器114可在同样区域内对单个几何点进行检测。然后计算系统102便可将该确定区域内检测出来的颜色点的线与同一确定区域中检测出的几何点关联以形成图像数据。
作为其他选择，彩色扫描器116可以对确定区域扫描以采集确定数量的颜色点。同时，点扫描器114可以在同一区域对确定数量的几何点进行检测。因为用彩色扫描器116对该确定区域扫描的可能更长，所以可能捕获更少的颜色点并将其同更多数量的几何点相结合。颜色点间的间隔可以下面讨论的方式填充。通过同步指示点扫描器114和彩色扫描器116的工作，计算系统102可以获得该物体的扫描。
在工作中，扫描器104可被放置在与如建筑物的被扫描物体相邻的第一地理位置。术语“扫描”或“被扫描”应被广义地解释为扫描器104未被地理重定位时包括了任何同该物体和/或扫描器104有关的，由扫描器104在一确定时期内收集的数据。术语“多次扫描”指的是在其中采集数据的扫描器104的不同地理位置。
在一次扫描期间，扫描器104的导航坐标、倾斜度和方位可由定位系统112确定并且提供给计算系统102。导航坐标的确定可包括在扫描期间采取多个不同的参考位置。这些参考位置可被用来计算一个平均参考位置。然后该参考位置的导航坐标可被用来描述扫描器104的地理位置。
此外，点扫描器114可以对物体进行扫描并以点云的形式产生几何点数据。同时，彩色扫描器116可以对该物体进行扫描并产生颜色点数据。几何点数据和颜色点数据可由计算系统102同步采集作为图像数据。因此，通过计算系统102，可将至少一个几何点同至少一个颜色点相关联。
计算系统102可将卫星定位系统120和倾斜度方位传感器122提供的数据与点扫描器114和彩色扫描器116提供的图像数据相关联。作为该扫描的结果，可以开发出几何、三维、颜色、电子图像。扫描器104的方位、倾斜度和地理位置可同三维电子图像相关联。如同这里使用的情况，术语“三维电子图像”指的是一种基于图像数据(几何点和/或颜色点)和在单独一次扫描过程中采集的位置信息的物体表示。在第一地理位置上进行的扫描完成后，扫描器104可在地理上被重新放置于第二地理位置并重复该扫描过程。
图2是置于物体204周围的扫描器104(图1)的多个地理位置202的实例。在该说明的实例中，物体204是建筑物。基于被扫描物体的几何形状，可以确定出地理位置202的数量(以及由此的不同扫描)。执行足够次的扫描以提供每次扫描期间扫描器104采集到的几何点数据和颜色点数据的重叠。
在图2中，代表了三角形206顶点的三个地理位置被确定为进行扫描的位置.调整三角形206的尺寸使得物体204的边界被完全包括在该三角形206内.根据物体204的形状和/或不同的表面，可以进行三次扫描.然而为了准确捕捉到该物体的整个表面，可能需要额外扫描.如果点扫描器114是激光扫描器，仅仅三次扫描可能不能表示出不在扫描器104视线范围内的物体204的表面区域.因此，也可以将扫描器104在地理上放置到物体各种特征的视线中并执行额外的扫描.
根据该物体的对称性，可将产生代表该物体的三维电子模型所需要的扫描次数(例如，三维电子图像的数目)减少到最小。包括对称部分的物体可以被电子复制而不用去扫描它的一些表面。换句话说，在物体一个已扫描部分与物体一个未扫描部分对称时，可避免扫描该未扫描部分。作为替代，已扫描部分可被镜像来表示该未扫描部分。
图3说明了可用扫描器104扫描的各种实例物体。第一物体302旋转对称的。具有旋转对称区域的实例物体可以包括电视塔、水塔等。在物体是旋转对称时，可在二次或更多次扫描的基础上进行三维建模。第二物体304具有四个对称区域以至于可用四次或更多次扫描进行三维电子建模。第三物体306沿轴308对称。这样，可沿着轴308的仅一侧或更多进行扫描。
当该物体的所有扫描已经获得时，图1的计算系统102可将单独的扫描结合起来形成一种表示该物体的三维电子模型。如同这里所使用的，术语“三维电子模型”指的是两个或更多个三维电子图像的结合物。这些单独扫描(三维电子图像)的结合物可以基于在每次扫描期间扫描器104的地理位置。因此，扫描器104的地理位置、以及俯仰、摆动、方位和高度可以被用来确定彼此有关的三维电子图像中的每一个图像的适量变换和旋转。
在产生电子形式的三维几何模型后，可用计算系统102对该模型的表面进行纹理化。纹理化涉及基于要被扫描物体的视觉外观识别出一个或多个源纹理。这些源纹理可以被用来产生变换过程以便将一个或多个源纹理变换成复合纹理。这些复合纹理可代表该物体的一个或多个不同表面。在三维电子模型内，该变换过程可同一个或多个表面关联。因此，在显示该模型时，可从源纹理中创建复合纹理。
完全被着色、纹理化的三维电子模型可被用于任何需要计算机生成图像表示物体的应用中。例如，在物体为建筑物或地标之处，可将相应的模型导出到导航软件或其它应用软件用于在导航地图中显示该物体。在其他实例中，城市可能会为分区及旅游业使用这些物体。此外，无线服务提供商可以从三维电子模型中识别出信号的通路、干扰、物体的高度等。
成像系统100提供了一种有效和有成本效率的方式来创建物体的三维电子模型。无需手工地创建每一幅三维电子图像，用成像系统100建模的物体就可被精确缩放、着色以及纹理化。此外，可用成像系统100将单独的三维电子图像结合在一起以形成三维电子模型。因为该模型为电子形式，这些数据可被导出/导入到任何其他需要准确而逼真的三维电子模型的应用中。
图4是说明图1中说明的成像系统100工作的过程流程图。在块402，要扫描的物体得到确认。在块404，扫描器104被放置于邻近该物体的第一位置。在块406，点扫描器114和彩色扫描器116同步工作以扫描该物体。在块408，由点扫描器114提供的几何点数据和彩色扫描器116提供的颜色点数据被采集并作为图像数据存储。
在块410，卫星定位系统120进行测量并记录扫描器104的地理位置。在块412，倾斜度方位传感器122进行测量并记录扫描器104的俯仰、摇摆以及方位。在块414，位置信息被存储。在块416，从表示该物体被扫描表面的三维电子图像的扫描中逐步得到点云。在块418，将几何点数据和颜色点数据关联对该三维电子图像着色。在块420，该点云同该定位信息关联。
在块422，确定是否应该进行额外的扫描。如果应该进行额外扫描，可以在块424将扫描器移到另一地理位置且操作返回块406去采集数据并逐步形成另一幅三维电子图像。如果无需进行额外扫描，在块426，利用位置信息，将每一幅三维电子图像的图像数据结合在一起以逐渐形成该物体的三维电子模型。在块428，根据该物体上显现的实际纹理，选择一个或多个源纹理。在块430，使用源纹理，进行复合纹理和相应的变换过程。在块432，源纹理和变换过程(例如，复合纹理)同该三维电子模型的一个或多个表面相关联。在块434，能作为数据文件获得三维电子模型。
图6是包括了地点计算系统106和实验室计算系统108的计算系统102的实例的更具体框图。实例的地点计算系统106包括通信模块602、存储器模块604、处理器模块606和用户接口模块608。此外，该地点计算系统106可以包括初步配准模块610。在其他实例中，可以使用更少或更多数量的模块来说明该地点计算系统106的功能。
通信模块602可以是任何能为扫描器104(图1)和实验室计算系统108提供通信的装置。此外，通信模块602可包括数据获取功能，该功能提供了同扫描器104(图1)有关的输入/输出(I/O)能力。I/O能力可以包括输入和输出通道、通信端口、信号转换、滤波、缓冲、无线通信、有线通信、光纤通信和/或任何其他的同I/O有关的能力。实例的信号输入和输出包括模拟信号、数字信号和通信协议，如RS422、TCP/IP、蓝牙、802.11、SMS、专有协议、以及任何其他的通信协议。
存储器模块604可以是能存储并检索数据的一种存储器装置或一种介质。例如，存储器模块604可以包括电子存储器，如快速闪存存储器、随机存取存储器(RAM)和/或磁存储器，如硬盘、光盘等。在存储器模块604中存入和从存储器模块604中读取的数据可以包括扫描数据和其他同扫描器有关的数据。此外，例如同成像系统100(图1)内模块的功能和操作有关的计算机代码/软件的操作指令可被存储和读取。因此，存储在存储器模块604中的指令和数据可提供地点计算系统106中其他模块的功能和操作协作。尽管作为一个单独模块说明，存储器模块604可以包括多个存储器模块。这多个存储器模块可支持成像系统100中的其他模块。
处理器606可以是任何控制单元或基于能与通信模块602、存储器模块604、用户接口模块608和初步配准模块610接口的装置的计算机。与通信模块602的接口可以包括接收到来的信号和/或数据以及指引发出信号和/或数据的产生。同存储器模块604的接口可包括执行存于存储器604内的指令以产生、存储、处理和/或提取存储器模块604内的与成像系统100(图1)操作有关的数据。处理器606也可协调地点计算系统106的操作并在通信模块602、处理器模块604、用户接口模块608和初步配准模块610之间交换数据。
用户接口模块608可以包括支持按钮、显示屏、触摸屏、指示器、变换器和/或为用户提供到成像系统100(图1)接口的任何其他机构的功能。此外，用户接口模块608可以提供三维电子图像、几何点、颜色点、三维电子模型、位置信息和任何其他由成像系统采集的数据的视觉表现。用户接口模块608的操作可基于处理器606执行的指令和由用户提供的输入。
初步配准模块610可同用户接口模块608一起协调工作以便基于处理器606执行的指令对扫描进行察看和处理.扫描处理可涉及用户手动地移动并旋转与每一不同扫描关联的三维电子图像.点云可被移动并旋转以便配合在一起并从三维电子图像中形成一个初步三维电子模型.
将单独扫描结合起来以形成三维电子模型的过程被称为“配准”。在此情况下，该配准可被现场手工执行，并因此也可被称为“初步配准”或“临时配准”。因为用户对扫描的处理发生在物体被扫描的现场。所以当结合不同三维电子图像时，该用户可从视觉上将此初步三维电子模型与真实物体相比较。
此外，初步配准模块610可以执行扫描的自动化处理以形成初步三维电子模型。自动化处理可以涉及使用每次扫描的点云和位置信息以形成初步三维电子模型。在自动化处理后，用户可以对各种点云按如前所述的方式做进一步的处理。当处理完成后，可将该初步三维电子模型提供给实验室计算系统108。
作为其他选择，可以为实验室计算系统108提供未经处理的扫描。在没有用地点计算系统106对扫描进行处理的地方，初步配准模块610可被省略。因此，可将作为被采集的扫描传输或提供给实验室计算系统108做进一步的处理。
图6中说明的实例的实验室计算系统108包括通信模块622、存储器模块624、处理器模块626和用户接口模块628。此外，实验室计算系统108可包括扫描结合模块630、几何建模模块632和纹理化模块634。在其他实例中，可用更少或更多数量的模块来说明实验室计算系统108的功能。
通信模块622、存储器模块624、处理器模块626以及用户接口模块628可类似前述的包括在地点计算系统106中的通信模块602、存储器模块604、处理器模块606以及用户接口模块608。处理器模块626通过执行存储于包括存储器模块624的其他模块中的指令可以控制实验室计算系统108的全部工作。此外，处理器模块626可允许通信模块622、存储器模块624、用户接口模块628、扫描结合模块630、几何建模模块632和纹理化模块634协调工作。
实验室计算系统108可执行被称为“精确配准”的配准过程。在扫描结合模块630将每个三维电子图像的点云中的几何点结合在一起时，出现该精确配准。此外，使用几何建模模块632，可将结合的点云精确地配合在一起形成最终的三维电子模型。
在已经执行了初步配准后，试验计算系统108可采用三种技术中的任何一种技术来进行精确配准。在第一技术中，可以将代表了每一电子三维图像的单独点云结合以形成一个包括了这些单独点云的所有图像数据的模型点云。将点云对齐的处理可包括在不同扫描内识别出相配的几何点。一旦各种点云被对齐并结合形成了模型点云，那么就可以确定该模型点云内的表面。
处理器626执行的指令可将模型点云内的几何点结合起来表示一个表面。表面可以通过扫描结合模块630从几何点中确定。表面的确定可包括对关于环绕该点云内的几何点的几何点进行分析。
可以首先识别包括至少两个几何点的表面.可使用已识别表面与另一个几何点间的确定距离来确定该几何点是否为已识别表面的一部分.例如，可以识别出表面和几何点间的法向矢量.如果该几何点位于一确定距离内，如5厘米，可将该几何点分配给该表面并重新计算该表面.所有相互间位于确定距离内的几何点均可被认为是包括在表面的一部分.如果几何点位于多个表面的确定距离内，该几何点可位于该物体的一个拐角或边缘上并因此可被分配给多个表面的每一个.一旦表面已经在模型点云内确定，可用几何建模模块632将已结合的点云准确地配合在一起形成最终的三维电子模型.此外，纹理可同表面相关联.
在第二技术中，表面在每一点云中单独地确定。可基于该点云中的几何点按前述的方式确定出这些表面。一旦确认了表面，就可将纹理同表面联系起来。然后可将这些点云结合起来。在此技术中点云的结合可以基于表面和/或纹理而不是每一点云中的单独几何点。一旦将点云结合，可用几何建模模块632将已结合的点云准确地配合在一起并形成最终的三维电子模型。
在第三技术中，在每一点云中从几何点分别确定表面。一旦这些表面被确定，则确定出每个表面的轮廓。每个表面的轮廓形成了描述每个三维电子图像的框架。然后可以将每个扫描的框架结合以形成一个框架模型。框架的结合可以基于从各点云而来的表面轮廓的对齐。一旦将各点云结合，可用几何建模模块632将已结合的点云准确地配合在一起并形成最终的三维电子模型。此外，可以将纹理同表面相联系。
当仍未进行初步配准时，精确配准可包括将每一点云中的颜色点和几何点结合起来形成线条。可以通过扫描结合模块630中的指令将这些颜色点和几何点结合。可将这些点云从由几何点和颜色点表示的三维电子图像变换成由一条或多条线表示的同样的三维电子图像。因此选定数量的几何点被变换成了单独的一条线。
每一条线都可以是轮廓数据的形式。因为单独一条线就可以代替点云中的相对大量几何以及颜色点，所以这些轮廓数据显著地提供更有效的数据处理能力。例如，当点云代表的物体是一座建筑物时，扫描结合模块630可执行指令以便从三维电子图像中为该建筑物的部分产生线条。因此可为每一次扫描产生轮廓数据文件。
图7是通过扫描一座房屋的物体形成的三维电子图像702的实例。为了产生轮廓数据文件，可将由扫描的点云形成的三维电子图像702分成多个子图像704。例如，三维电子图像702可被分成每个大约一米厚的子图像704。
划分成为子图像704包括将点云“切”成段。这些“切片”可垂直、水平、倾斜等。在每一子图像704内，可以逐渐形成是单独一条线的线706。线706代表的是子图像(例如，点云段)。在图7的实例中，线706的第一部分708可代表形成该房屋的第一面墙的点云部分。线706的第二部分710可代表第一半屋顶。此外，该物体如该建筑物可被水平地分成部分建筑平面图712的子图像。部分建筑平面图712可以类似地形成一条线。产生子图像的一种应用例子是加州San Ramon的Cyra Technologies，Inc.的软件Cyclone。
可将由线表示的每个子图像存储在一个轮廓数据文件中并被提供给几何建模模块632(图6)。例如，每个轮廓数据文件可以是.dxf或是.dwg文件。因为描绘每个子图像的点云的每个部分在复杂度和尺寸上减小到一条线，所以可减小与三维电子图像有关的所需数据存储能力、数据传输能力以及处理能力。此外，每个扫描得到的线条的操作简化了三维电子模型的产生。
图6中的几何建模模块632可包括通过精确地结合三维电子图像发展三维电子模型来完成扫描精确配准的指令。此外，几何建模模块632可将有关几何的数据加到扫描数据上以便形成三维电子模型。实例的几何建模模块632可包括从马萨诸塞州的牛顿的U.S.公司获得的软件
由扫描结合模块630在每个三维电子图像内识别的表面可由几何建模模块632装配成三维电子模型.作为其他选择，在每个三维电子图像已被缩减为线条形式的几何子图像时，这些线可类似地被几何建模模块632装配形成三维电子模型.在初步三维电子模型由地点计算系统106提供时，在精确配准期间可用几何建模模块632对三维电子图像做进一步处理以形成最终三维电子模型.由几何建模模块632执行的精确配准部分可包括对各点云做更详细的处理以更精确地将各三维电子图像配合到一起成为几何图像.
将三维电子图像更精确地配合在一起形成三维电子模型的详细处理可以是自动的，手动的或某种手动和自动的结合。在详细处理期间三维电子图像的处理和结合可包括改变三维电子图像位置和/或旋转使其精确配合到一起的指令。基于定位系统112确定的位置信息可对三维电子图像进行彼此相关的处理。在三维电子图像已经被分解成线条时，可将代表这些子图像的线条类似地结合并可用几何建模模块632对其进行处理。
三维电子图像的处理和结合可包括在第一三维电子图像的点云内识别出靠近在一起的几何点(如那些构成一个表面的点)并测量出该第一三维电子图像里的几何点与第二三维电子图像里的几何点间的距离。采用迭代处理，如基于高斯的计算，可以识别出第一三维电子图像中与该第二三维电子图像里几何点相类似的几何点。
基于不同三维电子图像中类似几何点间的误差，可以持续进行处理和再计算的迭代直到所述误差被最小化。基于一种包括了将不同三维电子图像的相邻几何点间所有的平方距离进行累加的平方误差最小化技术可确定该误差。在已把点云分成子图像时，可类似地使用线间的距离去处理线并将其结合起来。
在精确配准期间，也可通过几何建模模块632对颜色进行处理以产生三维电子模型。颜色点可与几何点同步采集。同样地，颜色点可以同三维电子图像中的几何点关联。例如，一个颜色点可同九个几何点关联；因此可将该颜色点插入到这些几何点间。
作为其他选择，在颜色点未与几何点同步采集时，可利用拉伸和偏斜将颜色同几何点相联系。例如，在使用照片用于电子表示物体的颜色时，该照片中颜色可被拉伸和偏斜使其与用几何点或线表示的几何表面相配合。
在操作期间，如何结合单独的三维电子图像的变换和旋转信息可被用来将颜色像素映射到几何点。通过几何建模模块632，使用图像处理技术，例如相似图像的图像比较、相似像素的像素比较或任何其他的图像处理技术去消除不同扫描当中颜色的不同，可解决不同扫描中相同区域的颜色不同。此外，可利用导航坐标来确定不同的单独扫描期间太阳光线角度中的不同(例如，阴影等)。而且，表面颜色上的差距可在颜色点间得到填充。例如，可以通过采用光栅化过程以插入周围颜色，完成对差距的填充。
光栅化过程可通过几何建模模块632将三维电子图像的表面分成多个三角形而执行。这些三角形可以是非重叠的并且是通过有选择地连接该表面内几何点以形成点三角形而形成的。几何点间的线可描绘每个点三角形的三条边。此外，也可形成边界三角形。
边界三角形可被形成于该表面周边附近的几何点与边界之间。该边界可形成以便在该表面的外缘附近环绕该表面。边界三角形可以用一个几何点形成使得每一边界三角形的三边中的两边从该几何点延伸到边界。每一边界三角形的第三边可由该边界形成。
同表面关联的颜色点可被用来产生每一三角形内现有颜色点间的阴影。可以通过在每一三角形中现有颜色点间增加新的颜色点来产生该阴影。增加的新颜色点数量以表面上期望的细致量(清晰度)为基础。
新颜色点的确定可以基于现有颜色点之间通过在色谱内移动所混合的颜色。可通过在现有颜色点间的插入、新颜色点距离各种现有颜色点间距离的差、和/或任何其他在现有颜色点间色谱内的移动的颜色演变技术(color evolving technique)来执行颜色混合。作为光栅化的结果，每个三角形限定的表面区域的阴影可保持相同，可略微调整到该颜色和/或可具有显著不同的颜色。因此依据每个三角形内现有颜色点和/或相邻三角形内的现有颜色点，每个三角形可以包括任意数量的颜色或颜色变化。
几何建模模块632也可将三维电子模型组织成确定的结构。用几何建模模块632建模的物体的电子表示结构可被分层。三维电子模型的层可包括为简单层的第一层，为结构层的第二层，为位置层的第三层，为库层的第四层和为图画层的第五层。简单层可包括代表了被扫描物体的三维几何结构。结构层可包括结构元素，如线、曲线、凹线(spline)、点、文字信息、注释和任何其他同三维电子模型在构造过程期间使用信息相关的产生物。
位置层包括采集扫描数据时同扫描器104位置有关的信息。位置层信息可包括地点平面草图及标注位置。该标注位置可提供地理坐标以及扫描过程中位置系统112(图1)获得的倾斜度和高度。这些信息可在地点平面草图内被显示。
地点平面草图可以是一幅与三维电子模型具有相同比例、位置和方位的可显示图解。从一确定方向如北方的变化可在地点平面草图中被识别。地点平面草图也可显示该三维电子模型。地点平面草图中三维电子模型的方位可为如此，即该物体的朝北方向与该显示的上边缘相邻。
库层可以包括指令和数据形式的库元素。库元素可构建以用于建模过程中表示建模物体的各个方面。该库层也可包括变换源纹理形成复合纹理的变换过程。图画层可以是可选层。在拍摄物体照片时，图层可包括照相时摄影师的地理位置草图，以及摄影师的唯一标识，如名字。
用三维电子模型建模的每一物体几何结构的模型尺寸可被放缩到一个统一尺寸。可通过有多个多边形的模型以一种确定比例在几何上显示物体。选来表示该物体的多边形的数量可基于期望的清晰度、硬件限制或任何其他影响性能或显示的考虑来选择。例如，在期望一秒钟之内在显示器上呈现十个不同电子模型且该图形处理器被限于在一秒内呈现10000个多边形时，在一三维电子模型中，至多1000个多边形可以来表示物体的几何形状。这些多边形中的每一个可包括n个顶点，这里n＞2。
三维电子模型的结构可唯一地由一个或多个平坦的平面构成。每个平面，如墙、天花板、房顶等可有零深度(厚度)。在颜色点的捕获与几何点不同步时，可以一种确定的颜色来表示三维电子模型内平面的特有表面。这种颜色可通常与被显示材料相似，如砖＝红色、植被＝绿色等。此外，如门、窗、彩色正面样式(pattern)等的各种平面表面上的特色的视觉表示没有被模拟。可通过为三维电子模型添加纹理来实现该物体表面上特色的表示。
形成三维电子模型的三维电子图像不应如同被重叠地在视觉上显示。同样地，平面的边缘及模型内彼此接触的外缘应闭合。换句话，三维电子模型的视觉显示不应包括视觉感受实物中没有出现的任何洞、切口或其它破裂。而且，三维电子模型的体积复合物闭合。例如，在物体是建筑物时，典型的三维电子模型的地面可具有闭合的轮廓。
几何建模模块632也可包括高度补偿.高度补偿可被应用在三维电子模型内以便模拟倾斜度和其他梯度.显示器上代表物体的图形图像可被投射在一个表面上.该平面可以代表一种静止表面如地球表面、停车场、街道等.在静止平面倾斜时，如形成一个倾斜平面之处，可应用高度补偿.
图8说明了代表位于如一山坡的倾斜平面806上的物体804的三维电子图像802的实例。被说明物体804是一幢建筑物。位于被扫描的显著倾斜平面上的物体可导致三维电子模型无法解释该倾斜平面。换句话说，该物体的显示可出现一部分的丢失。
几何建模模块632通过在高度上进行改变，而在被表示物体804几何形状中无显著不同，不能使该模型的外边缘“平坦”。在被说明的实例中，物体804的轮廓包括地面808。该地面808可为框缘块(architrave block)810的构建提供基础以便补偿高度中的变化。该框缘块810可从地面806产生。为适合物体804而对框缘块810的调节可基于调节点(Zmin)。
图9说明了三维电子图像902的另一个实例。该三维电子图像902包括对街道表面904和桥906的表示。街道表面904和桥906之间的变换可被表示成浮起。术语“浮起”指的是街道表面904和桥906间的角度关系。在被说明的例子中，同彼此侧翼相接的角度的不同可达大约六度。
图6中说明的纹理化模块634是包括为三维电子模型的一个或更多个表面产生一个或更多个纹理的指令的纹理化系统。也可用该纹理化系统为该三维电子图像的表面或任何其他形式的物体电子表示产生纹理。因此，用该纹理化系统产生的纹理并不局限于三维电子图像的表面表示和/或如前所述产生的模型。而且，该纹理化系统不局限于前述成像系统实例中的操作。相反，该纹理化系统可以是单独的系统，或可同任何能提供电子图像的系统协调工作。
纹理化模块634可包括产生新纹理的指令。这些新纹理可通过现有纹理的修改和/或结合而产生。纹理化模块634也可包括支持可多个用户访问一个纹理库的指令。该纹理库中的纹理可被用来对如建筑物的物体的三维电子模型进行纹理化。
在说明的实例中，纹理模块634可以是成像系统100快速产生纹理的那部分。其功能可基于现有纹理(源纹理)产生新的或调节过的纹理(复合纹理)。例如，一幢建筑物的独特部分可取自于照片或图片并被作为源纹理所包括。该建筑物各种部分的纹理可由源纹理、一种不同的源纹理和/或形成复合纹理的一个或多个源纹理的变换所表示。
因此，计算机存储器和纹理捕获和/或产生的相当大花费可通过从照片或图片中产生可能的几百个不同纹理的减少而避免。不用变成没有特征的和/或不吸引注意的简单普通纹理便可实现这样的节省。源纹理结合物的几乎无边界的可能性可在不用花费过多存储器的情况下产生所期望的适合于三维电子模型的复合纹理。换句话，可以存储产生复合纹理的过程而不是复合纹理图像。作为其他选择，复合纹理本身可被存储。
图10是图6中说明的纹理化系统634内指令的更详细框图实例。纹理化模块634包括纹理引擎1002、库组件1004和图形用户界面(GUI)组件1006。在其他例子中，可说明更少或更多数量的引擎和组件以代表该纹理化模块634的功能。此外，在其他例子中，纹理化模块634可在实验室计算系统108之外并独立于实验室计算系统108运行。
纹理化模块634中的指令可用C++、Visual Basic、UNIX、Java或任何其他源代码语言开发。纹理化模块634的开发可用Visual Studio，Borland的J Builder，Borland的C++Builder或任何其他的开发工具.在其他例子中，可用其他的形式、格式和/或工具开发纹理化模块634中的指令.
纹理引擎1002可包括为纹理化模块634提供全部操作功能的指令。此外，纹理引擎1002可协调库组件1004和图形用户界面组件1006的协同操作及控制。纹理引擎1002允许该纹理化模块634在如9x，NT，2000和XP平台上运行或任何其他有或没有网络接入的平台上运行。因此，在一个实例中，纹理化模块634的用户接口可具有“窗口状”的外观和感觉。纹理化模块634可针对如建筑师、设计师等的用户操作而设计，因此不需要软件开发人员的专业知识来操作。此外，可为纹理化系统634配备为因非受训人员错误启动而造成的有害事件提供保护的防卫特点。
库组件1004代表纹理库和可对作为该纹理库中纹理化模块634的基本元素的纹理进行编目。实例的库组件1004包括了指示可被编目的纹理类型的源纹理类1008和复合纹理类1010。在其他的实例中，纹理类型可编目于更多或更少数量的类中。此外，库组件1004可以包括纹理目录1012。
如同这里使用的情况，术语“纹理”或“多个纹理”指的是视觉上感觉到的物体一个或多个表面的实际颜色和/或特征的现实表示。因此，应用于电子形式中表示的物体表面的“纹理”几乎复制了观察实际物体时视觉感受到的物体表面上的特征。例如，建筑物表面的纹理可包括窗户、雕刻、装饰板条(molding)、栏杆、洞、砖房、木瓦等。纹理也可表示潮湿、有阴影和/或向阳的表面以及表现反射光、投影到表面上的光图像等。这样，纹理可被用来复制或几乎复制结构特征、艺术特征、光照和任何其他物体的一个或多个表面上表现的视觉特征，就好像该实物正被观察。
源纹理类1008包括至少一个源纹理。源纹理是一个电子形式的可被存储在源纹理类1008中的图像。该图像可以具有图像文件的形式，如位图、JPEG、TIF、DWG或任何其他形式的人、物体或任何其他视觉上感受到的主题的光学描述。在图像电子形式内出现的像素可为红色、绿色、蓝色和透明的以便显示出该图像的纹理。例如，可从数码相机拍摄的数字照片中产生出源纹理。源纹理的一个例子是建筑物正面的位图图像。
复合纹理类1010包括复合纹理。复合纹理由一个或多个源纹理构成。复合纹理在复合纹理类1010内用变换过程所表示。该变换过程可存于复合纹理类1010中。该变换过程提供应用于源纹理类1008中的一个或多个源纹理以形成一个或多个复合纹理的处理和/或结合指令。因此，复合纹理包括了对构成复合纹理的源纹理的参考。
基于变换过程的一个或多个源纹理变换可包括一个或多个执行于一个或多个源纹理上的图形操作。这些图形操作可以包括例如，剪切、着色、旋转、镜像、重复、缩放、定位、排序和/或任何其他的一个或多个源纹理的图形相关操作。
图11说明使用源纹理1102来合成复合纹理1100的一个变换过程实例中的每一图形操作的结果。在块1104，通过变换过程源纹理1102被识别。在块1106，因为只需要源纹理1102的一部分，该变换过程实施剪切。在块1108，变换过程通过将源纹理与一种或多种颜色相乘实施着色。在块1110，变换过程对源纹理1102进行旋转。在所说明的实例中，源纹理1102以几乎90度的步幅旋转以至于旋转的源纹理1102和新的被圈定的长方形之间的空间充满了透明色。在其他的实例中，旋转的步幅可以更大些或更小些。
在块1112，源纹理1102以x和y轴被镜像.在块1114，源纹理1102沿x和y轴被多次重复.重复的源纹理1102可以毗邻.作为其他选择，透明色填充的间隙可限定在每一重复的源纹理1102之间.在块1116，沿x和y轴对重复的源纹理1102进行缩放.执行这种缩放可不用滤波.作为其他选择，可使用双线性滤波或其他缩放或滤波技术来执行这种缩放.
在块1118，通过对齐和排序来定位被变换的源纹理1102以便形成至少一部分复合纹理1100。因此，可将多个变换的源纹理1102对齐以产生复合纹理1100。多个变换了的源纹理可彼此相邻对齐。作为其他选择，可将两个或更多个变换的源纹理1102对齐并重叠。在有重叠源纹理1102时，作为变换过程的一部分可指定重叠的顺序。该重叠顺序提供一种放置变换源纹理1102的特定顺序以便形成复合纹理1100。
复合纹理1100最初可以被黑和/或完全透明的纹理所填充。可根据确定的逻辑方程在复合纹理1100内变换和放置源纹理1102。例如，源纹理1102的变换逻辑方程可以是：
R0＝R0*(1-A1)+R1*A1
G0＝G0*(1-A1)+G1*A1    方程1
B0＝B0*(1-A1)+B1*A1
A0＝A0*(1-A1)+A1*A1
这里，R0、G0、B0、A0是复合纹理1100的颜色(R＝红色，G＝绿色，B＝蓝色)和透明度(A)，并且R1、G1、B1、A1是源纹理1102的颜色和透明度。在此实例中，源纹理1102的颜色和透明度在大约0.0-1.0的范围。
在图10中，纹理目录1012可为纹理化模块634提供一种树形结构。纹理目录1012的树形结构可提供标识符类目。纹理化模块634内的目录可由纹理目录1012内的唯一目录标识符指定。唯一目录标识符可以是对特定目录唯一的任何整数和/或字母的组合。此外，在每一目录内，可为至少一个(些)源纹理和/或至少一个(些)复合纹理指定唯一的纹理标识符。这个唯一的纹理标识符可以类似地是整数和/或字母的任意组合以唯一地识别纹理。当产生目录时，存储源纹理时或用变换过程形成一个复合纹理时，可分配唯一目录和纹理标识符。
图12是纹理目录1012的一个实例。被说明的纹理目录1012包括至少一个唯一目录1202和至少一个唯一纹理1204。该目录1202包括以标识符域1206、名称域1208、创建者域1210、日期/时间域1212和说明域1214为形式的属性。在其他实例中，更多或更少数量的任何类型域可包括在目录1202中以便能对纹理目录1012说明和管理。
标识符域1206可以包括以唯一配置的数字和/或字母形式的唯一目录标识符。该唯一目录标识符可在产生目录时产生。目录标识符唯一地识别目录1202而不改变。名称域1208可以是一种说明目录1202的术语，如“屋顶”。创建者域1210可包括创建目录的用户的名字。日期/时间域1212可包括目录1202创建时的日期和时间。说明域1214可简单描述目录1202的内容。
纹理1204也可包括允许纹理识别和管理的属性。在所说明的实例中，纹理1204包括标识符域1206、名称域1208、创建者域1210、日期/时间域1212和说明域1214。它们同目录1202类似，但同纹理而不是目录相关。纹理1204也可包括图像域1216以及纹理域1218。在其他例子中，可包括更少或更多数量和类型的域。
在图像域1216内，可对图像文件如位图文件(*.bmp)的名称进行识别。被识别的图像文件可以是用于物体的源纹理。此图像文件可以是与标识符域1206中唯一纹理标识符关联的唯一纹理1204。作为其他选择，图像域1216可为空白并且纹理域1218可包括复合纹理类中的调用一个或多个源纹理变换以形成一个或多个复合纹理的变换过程的唯一标识符。
实例的纹理目录1012(图10)可包括唯一目录标识符00000000(无符号长整数零)的库组件1004的一个根目录。其他目录1202和纹理1204可在纹理目录1012下形成。一个较小库的实例由表1说明。
表一

在图10，图形用户界面(GUI)组件1006可包括纹理选择组件1014、源纹理操作组件1016和复合纹理合成组件1018。可使用软件，如API、基础类、Linux的KDE、的ZincTM或任何其他同GUI有关的软件来实施该GUI组件1006。在其他实例中，可包括额外的或更少的组件来说明该GUI组件1006的功能。
纹理选择组件1014可包括选择纹理的指令。例如，选择可包括从库组件1004中提取出纹理，或将纹理插入其中。纹理选择可用选择屏幕执行。选择屏幕可提供基于从纹理目录1012的树形结构中进行选择的选择纹理的能力。此外，该选择屏幕可提供基于对一个或多个前述纹理属性进行查询，例如布尔查询来选择纹理的能力。纹理属性查询引擎可以是纹理选择组件1014的一部分。
图13说明了选择显示1300的一个实例。该选择显示1300包括为查询模式1302的第一模式以及为库模式1304的第二模式。当查询模式1302被选中时，用户可在查询词条目1306中输入一条或多条查询词并且可从一个为查询域选择器1308的下拉菜单中选择一个或多个查询域。查询结果可在结果窗口1310中被显示。在所说明的实例中，一个使用查询词“black church”的“text”型查询在结果窗口1310中提供了两个名为“Window1”和“Roof2”的纹理以及查询中标识的有关文本。当从该结果窗口1310中选择了一个纹理时，可在缩略图1312中显示该纹理的小比例图像。通过缩略图1312，被选的纹理可被例如，拖和放或双击添加到复合纹理上。
当库选择1304被选中时，纹理目录1012(图10)内的纹理的树形结构可在树形结构窗口1314中显示。用户可以滚动，以及打开和关闭树形结构窗口1314内的部分树形结构。通过从树形结构窗口1314中选择一个纹理，纹理的小比例图像可被显示在缩略图1312中。
同样在图10中，源纹理操作组件1016可提供指令允许对源纹理的变换进行显示和配制以构建复合纹理.更具体些，源纹理操作组件1016可对源纹理执行剪切、着色、旋转和镜像.可使用源纹理处理显示来产生对这部分变换过程的准备.
图14是实例的源纹理处理显示1400。源纹理处理显示1400包括工作区1402和源纹理选择区1404。工作区1402可显示从源纹理选择区1404中选择出的源纹理。源纹理选择区1404可显示缩略图1406内的不同源纹理的一或多个图像。在源纹理选择区1404中显示的源纹理可以是用纹理选择组件1014(图10)选择的源纹理。
在工作区1402中显示的当前选择的源纹理可被处理以便进行源纹理变换。处理可包括关于选择的源纹理设置剪切矩形1408。整个源纹理或选择的源纹理的一部分可被放大(例如，缩放)并可在工作区1402内滚动以便允许用户准确地设置剪切矩形1408。剪切矩形1408可被用来在工作区1402内对源纹理进行剪切、旋转和镜像操作。使用一种相对或绝对定点装置，通过拖和放操作或双击选择，可将在源纹理选择区1404中的缩略图1406中显示的纹理移动到工作区1402。
工作区1402也可包括一个工具栏1410。该工具栏1410可以包括用于执行源纹理变换的选择器按钮(标识为OP1到OPn)。该选择器按钮可被指定用于可在变换源纹理过程中执行的各种操作的工作。例如，选择器按钮可被指定用来支持对源纹理的剪切、着色、旋转和镜像操作。在其他的例子中，可以使用其他形式的易于访问的命令来调用工作区1402内各种处理函数，如特定的键盘输入或语音命令。
对源纹理进行的每一种变换操作均可被源纹理操作组件1016捕获并储存以作为源变换过程的一部分。用于每一源纹理的源变换过程可同已经变换过的源纹理相关联。因此，当该变换过的源纹理被用于形成复合纹理时，关联的源变换过程可构成用于形成复合纹理的变换过程的一部分。
源变换过程可以是一套可执行指令。源纹理的唯一ID可被包括在源变换过程中。这样，为产生变换的图像，被储存和存取的是源变换过程而不是变换的图像。处理器626可通过执行源变换过程中的指令再现图像。
同图10中一样，复合纹理合成组件1018可提供允许用户从一个或多个源纹理形成复合纹理的指令。可通过变换一个或多个源纹理来形成复合纹理。复合纹理的形成可通过使用复合纹理形成显示来完成。
图15是复合纹理形成显示1500的一个例子。在例举的复合纹理形成显示1500中描绘了一个复合纹理。用复合纹理合成组件1018(图10)可对整个复合纹理或被选择部分进行比例缩放和滚动。此外，通过选择和安排一个或多个源纹理形成复合纹理可对复合纹理合成组件1018中的指令进行初始化。源纹理的选择和安排可包括源纹理的变换。使用在复合纹理形成显示1500中执行的指令也可对已经变换的源纹理进行锁定/解锁。可将已变换到理想状态的源纹理可以被锁住以避免意外的变化。
在复合纹理合成组件1018(图10)内的指令可支持对源纹理的重复、缩放、定位和排序变换。复合纹理合成组件1018也可捕获并存储每一个变换操作以作为复合变换过程的一部分。复合变换过程可类似地包括源纹理的唯一纹理标识符以及执行源纹理变换的指令。作为其他选择，通过附加与源纹理关联的源变换过程(如果有)，复合变换过程可同复合纹理相关联。然而在另一种选择中，复合变换过程可作为额外的变换过程同复合纹理相关联。
用复合纹理合成组件1018(图10)执行变换可包括使用剪切矩形1408(图14)和/或源纹理的约束矩形1502来编辑复合纹理。源纹理的约束矩形1502可被用来执行缩放和定位变换，也用于产生相应的复合变换过程。被说明的例举的源纹理的约束矩形1502包括的是角顶点1504和中点1506。水平和垂直线在角顶点1504和中点1506间延伸以限定源的约束矩形1502的尺寸。通过点击并拖动角顶点1504或中点1506，可用角顶点1504和中点1506调节源的约束矩形1502的尺寸。源的约束矩形1502也可将处理邻近放置的纹理的过程自动化以便彼此间相接触。
重复和排序变换过程也可由复合纹理合成组件1018(图10)执行。重复变换过程可由工具栏的选择器按钮1410或与复合纹理形成显示1500相关的一些其他功能所控制。也可用复合纹理合成组件1018改变被重复的源纹理间的间隔尺寸。此外，也可用复合纹理合成组件1018来设置/改变指示先画的源纹理的排序变换过程。
通过在下面放置背景图像，如用数码相机或其他图像捕获装置拍摄的照片，复合纹理可得到进一步支持。背景图像可在背景上显示而不用同复合纹理混合。例如，可将座落于附近的建筑物的前侧图像添加到代表一个被扫描建筑物的复合纹理的背景上。类似地，可相对复合纹理对背景图像进行缩放及定位。此外，可创建用于背景图像的复合变换过程。
一旦完成了复合纹理，可将源变换过程和复合变换过程结合形成一个变换过程。该变换过程可包括用来形成复合纹理的所有源纹理的唯一纹理标识符。此外，该变换过程可包括选择性地处理源纹理以形成复合纹理的逻辑指令。因此，并不是将实际的复合纹理存储成图像文件，而是相应的变换过程可被分配一个唯一的纹理标识符并在纹理目录1012(图10)中分类。
图16是例举的包括了选择显示1300、源纹理处理显示1400以及复合纹理形成显示1500的纹理制作器显示1600。因此，可使用单独一个显示来识别、变换和处理源纹理以形成复合纹理。在其他例子中，纹理制作器显示1600可被不同地安排或可以具有一些前述显示的其他结合。
除了前述的同纹理有关的操作以外，也可从纹理化模块634(图6)中的指令中获得额外的功能。额外的功能可从显示菜单或其他用户界面获得。这样的功能可包括创建新的复合纹理的能力。新复合纹理的创建可包括为纹理选择属性，如尺寸、变换过程和任何其他有关纹理的信息。此外，新源纹理可利用现有复合纹理的一些或所有关联属性，从该现有复合纹理的复本中创建。在执行变换过程以产生图像形式的复合纹理后，该图像可被存储为源纹理。
纹理化模块634内的功能也可包括编辑尺寸、变换过程和/或任何其他与纹理关联的信息的能力。其他信息可包括，例如三维电子模型的前述各层中的信息。纹理尺寸和其他属性可在任何时候被编辑。额外功能可包括执行保存/装载操作的能力、优选的能力、工具提示以及帮助菜单。
纹理化模块634也可包括支持客户服务器构架内的纹理和库结构同步的指令。纹理化模块634可在一台服务器计算机上运行并也可在任何数量的客户计算机上运行。用户可使用某一台客户计算机访问该服务器。
通过使用任何避免产生多个版本的纹理或库结构的技术，库组件1004中的指令可对纹理和库结构进行维护.当两个用户并行修改纹理或库结构时，可能会产生多个版本.一个避免多版本的技术的例子包括一个单独用户进程.由于有了此单独用户进程，当一个或多个纹理和/或一部分或多个部分的库结构被一个用户修改时，直到该单独用户完成其修改前，库组件1004中的指令可拒绝其他用户存取那些一个或多个纹理和/或一部分或多个部分的库.
作为其他选择，可实施一个同步进程。纹理化模块634内各用户的工作同步可由库组件1004中的指令协调。当多个用户创建和使用纹理时，可通过服务器使这些用户互相同步。
通过使用库模块1004(图10)中的指令，可将每个用户的工作在本地存储在用户客户计算机上的本地纹理库中。服务器也可包括具有将所有用户工作存储在主纹理库的能力的库模块1004。用户/客户可使用客户计算机连接服务器并且可将两种库(主和本地)同步。用户然后便可从服务器断开。这样，没有稳固的连接。如同这里所使用的，术语“连接”指的是客户在一种媒介上与服务器建立通信，例如使用诸如因特网和/或用登陆过程(如用户口令方案)的LAN的公共访问网络上的TCP/IP协议网络。用来形成连接的参数可以是优选菜单的一部分。
在同步过程中，可使用每一目录和纹理关联的唯一标识符及日期/时间。唯一标识符可被用来检测在本地库和主库中相同纹理目录的部分。此外，日期/时间可被用来确定更新的纹理和/或目录。
例如，主和本地库都可包括表2中提供的信息。
表二

然后第一用户对本地库进行修改。这些修改包括表3中描绘的创建有唯一标识符“8E1BC531”的新纹理，改变被唯一标识为“1238426D”的一个现有纹理的目录位置并改变另一个被唯一标识为“9B476CE8”的现有纹理的说明。
表三

同时，主库已被第二用户更新。该第二用户用一个被唯一标识为“175FC4EA”的新纹理更新了纹理目录并且也如表4所说明的修改了标识为“9B476CE8”的纹理。对标识为“9B476CE8”的纹理的修改不包括说明的改变，但是却包括目录位置和该纹理的成分。
表四

当该第一用户形成了同服务器的连接并将该第一用户的本地库与主库同步时，主库中的结果变化由表5说明。确切地，标识为“8E1BC531”的新创建的纹理被加在了特定的目录位置。此外，标识为“1238426D”的纹理被移到了特定的目录位置。而且，标识为“9B476CE8”的纹理(第一用户和第二用户都改变过的纹理)被放置在第二用户规定的目录位置。纹理“9B476CE8”包括第一用户执行的对纹理成分的改变，以及被第二用户改变的新说明。这样，标识为“9B476CE8”的纹理是两种更新的混合。
表五

多个用户对标识为“9B476CE8”的纹理进行的更新可由纹理化模块634自动地执行。作为其他选择，当同步过程发生时，纹理化模块634可确定由第一用户修改的版本更新。此外，纹理化模块634可确定出由第一用户修改的版本中的目录位置和纹理成分是不同的。而且，纹理化模块634可确定出第一用户没有改变由第一用户修改的版本中的目录位置和成分。根据确定的条件，纹理化模块634可为与标识为“9B476CE8”的纹理关联的每一不一致属性(纹理、名称和目录位置)设置一个不一致标记。此外，纹理化模块634可产生来自第一用户的对话框请求指令。
对话框可显示这些不一致属性并请求第一用户决定哪些属性应同标识为“9B476CE8”的纹理保持关联.第一用户然后可以选择正确的属性.作为其他选择，第一用户可以中止同步过程并采取一些其他动作，如复制标识为“9B476CE8”的纹理且提供另一种唯一纹理标识符.类似的动作也可关于目录进行.然而在目录不一致情况下，只有纹理名称、说明和目录位置可作为不一致的基础.
为确保每一纹理标识符的唯一性，在同步过程中，服务器可以为每一用户分配一组未使用的标识符。此组可包括确定数量的唯一标识符。确定数量的唯一标识符可以例如，基于存储数据而分配的存储器。例如，如果该标识符的地址空间为32比特，则该组的大小可以是1024比特或更多。
运行于服务器上的纹理化模块634内的指令可包括网络通信能力和服务器管理功能。例如，通信能力可包括该服务器在某一特定TCP/IP端口“监听”等待操作客户计算机的用户通过网络来连接。该服务器可以在后台运行且可在系统托盘(system tray)中有一个图标。通过输入命令，例如通过双击该图标，该服务器管理器可获得一个具有创建新库、执行装载/保存/备份、导入和/或导出纹理、选择与网络通信有关的参数以及管理用户名和口令能力的配置对话框。该服务器也可导出一个标识符组文件中的一组唯一标识符。通过使用无网络接入的客户计算机为用户在客户计算机本地库内创建的纹理提供唯一标识符，该用户可导入该标识符组文件。
图17是说明图1和6中说明的成像系统100对三维电子图形进行处理以形成三维电子模型的部分流程图。当完成物体扫描且扫描信息(三维电子图像、相关的位置信息等)已被存入地点计算系统106的存储器模块604中时，该操作开始于块1702。在块1704，确定是否该地点计算系统106包括初步配准模块610。如果该地点有初步配准模块，则在块1706用户可选择手动或自动处理去结合这些扫描。如果是选择了手动处理，在块1708在用户观察物体时，用户可以分别移动并且旋转三维电子图像。在块1710，用户可手动地从三维电子图像中形成初步三维电子模型以与被观察物体相匹配。当该操作完成时，在块1712，可将该初步三维电子模型提供给实验室计算系统108。
在块1706，如果选择了自动处理，在块1716，可执行初步配准模块610中的指令，以使用位置信息将三维电子图像结合并对其进行处理。在块1718，可形成初步三维电子模型。在块1720，用户可以确定是否期望附加的手动处理。如果需要手动处理，操作将转回到块1708。如果不需要手动处理，操作前进到块1712，为实验室计算系统108提供初步三维电子模型。
在图18中，在块1726，形成初步三维电子模型的三维电子图像被进一步手动和/或自动处理(精确配准)以提高多个扫描间的配合。当精确配准包括第一种技术时，在块1728，通过比较几何点，三维电子图像的点云被结合形成模型点云。模型点云代表三维电子模型。在块1730，该三维电子模型(该模型点云)的表面被确定。在块1732，可对颜色进行处理。
当精确配准包括第二种技术时，每一三维电子图像的表面(点云)在块1734被确定。在块1736，纹理被应用到每一三维电子图像的表面。在块1738，根据表面和/或纹理，这些三维电子图像被结合起来形成三维电子模型。在块1732，可对颜色进行处理。
当精确配准包括第三种技术时，每一三维电子图像的表面在块1740被确定。在块1742，每一表面的轮廓被确定。在块1744，根据这些轮廓，这些三维电子图像被结合起来形成三维电子模型的框架。在块1732，可对颜色进行处理。
在块1748，确定是否被扫描物体被放置在一倾斜静止表面上.如果该静止表面是倾斜的，在块1750应用高度补偿.在块1752，最终三维电子模型被确定.如果在块1748该静止表面不倾斜，操作前进到块1752去确定最终三维电子模型.
再次参考图17的块1704，当初步配准模块610未被使用或不可获得时，在块1760分别将每一扫描的信息提供给实验室计算系统108。在块1762，由一点云代表的每一三维电子图像被扫描结合模块630分成子图像。在块1764，为每一子图像形成代表子图像的线。在块1766，这些线被各自存入一个轮廓数据文件。然后在块1768，轮廓数据文件被结合并被处理形成三维电子模型。然后操作回到图18的块1730以完成三维电子模型的形成。
图19是说明用图6、8和10说明的用纹理化模块634对三维电子模型进行纹理化的部分过程的流程图。当捕获和/或产生了至少一个代表出现在被扫描的物体上的一个或多个纹理以产生三维电子模型的图像文件时，操作于块1902开始。在块1904，创建了一个或多个目录并且在纹理目录1012内以唯一标识符将其标识。在块1906，额外属性被加到了该目录。在块1908，捕获/产生的图像文件被用来形成源纹理。在块1910，用一个唯一的标识符将每个源纹理归类到源纹理类1008。在块1912，额外的属性被加到源纹理。
在块1914，第一模式或第二模式被用来识别和选择源纹理。如果选择了第一模式(查询模式)，在块1916，输入查询词并选择查询域。在块1918，用结果窗口1310显示查询结果。在块1920，确定在显示的源纹理内是否能获得可对三维电子模型有用的源纹理。如果没有可获得的源纹理，在块1922，确定是否应执行对源纹理的另一次查询。如果不应进行额外查询，操作回到块1902以便捕获和/或产生额外的图像文件。
如果应进行额外查询，操作回到块1914去选择选择模式。如果在块1920有可使用的源纹理被显示，在块1924，从查询结果中选择出源纹理以在缩略图1312中显示。如果在块1914选择了第二模式(库模式)，在块1926，纹理目录1012内的树形结构被显示在树形结构窗口1314中。在块1928，用户可查询该树形结构，且操作回到块1920以从该显示确定一个或多个可使用的源纹理。
在图20中，在块1930，确定是否应对源纹理进行变换。如果源纹理应被变换，在块1932，使用源纹理处理显示1400对源纹理执行变换操作。在块1934，捕获已执行的变换操作并成为源变换过程的一部分。在块1936，确定是否应对源纹理执行额外的变换操作。如果应执行额外的变换操作，操作回到块1932。如果不需要源纹理的额外变换，在块1938，已变换的源纹理可在复合纹理形成显示1500内定位以形成至少一部分复合纹理。在块1940，源变换过程可同复合纹理关联。在块1942，可为该复合纹理分配唯一的标识符以便将该复合纹理归类在复合纹理类1010中。在块1944，可将其他的属性加到该复杂纹理。
在图21，在块1946确定在该复合纹理内是否需要有关已变换源纹理的变换。如果需要这些变换，在块1948中在复合纹理内对已变换的源纹理做进一步的变换。在块1950，在复合纹理中执行的变换操作被捕获并成为了复合变换过程的一部分。在块1952，复合变换过程被与该复合纹理关联。
在块1954，确定同变换的源纹理有关的额外变换操作是否应在该复合纹理内被执行。如果需要这些额外变换，操作回到块1948执行并捕获额外的变换操作。如果不需要该源纹理的额外变换，在块1956确定是否需要额外的源纹理以形成复合纹理。如果需要额外源纹理，操作回到图19的块1914以确定并选择另一个源纹理。如果不需要额外的源纹理，在块1958复合纹理可同该三维电子模型的一个或多个表面关联。
在块1960，确定是否需要纹理化三维电子模型的额外表面。如果需要对额外表面进行纹理化，在块1962存储三维电子模型以及相关联的纹理化过程(texturization)。在块1964，代表三维电子模型的文件可被导出。如果在块1960有纹理化的额外表面，操作回到图19的块1914去选择额外源纹理。
如果在块1946，不需要复合纹理的变换，操作进行到块1956以确定是否需要额外的源纹理。如果在图20的块1930，不需要变换所选的源纹理，在块1966确定是否源纹理应被放置在复合纹理中。如果源纹理应被放置在复合纹理中，操作进行到块1938。如果源纹理不应被放置在复合纹理中，在块1968，源纹理与三维电子模型的一个或多个表面关联并且操作进行到块1960以确定额外表面是否需要被纹理化。
讨论的成像系统100可产生一种三维的、纹理化的、着色的、几何模型的电子表示。三维电子模型几乎可以是如一幢或多幢建筑物的实物的电子复制。该物体可由成像系统100扫描以产生一幅三维电子图像。物体的电子几何表示和颜色可从多个扫描的每个扫描中采集。利用在每次扫描期间采集到的位置数据，可将这些扫描结合形成三维电子模型。三维模型的几何表面可由成像系统100纹理化以至于观察到的电子图像的显示可与观察的实物在实体上类似。
尽管本发明的各种实施方式已经被说明，对本领域普通技术人员，很明显在本发明范围内能有更多种实施方式和实现方式。因此，本发明除根据所附权利要求及其等价物外，并不受限于此。
优先权要求
本申请要求2002年7月10提交的美国第60/395165号临时申请具有的优先权。通过参考，上述申请的公开内容在此结合。

版权通告参考
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