基于图像的图案纹理映射研究及其网络化应用

论文摘要

虚拟现实技术为计算机领域的研究热点之一，尤其是网络图形技术的发展使得虚拟现实技术的应用更加广泛。另一方面，近年来，计算机辅助设计技术在纺织行业的图案创作和工艺处理中得到广泛的应用，各类成熟的图案创作与设计系统应运而生，但与此同时研究图案效果的高度真实感仿真仍然比较落后。基于此，本文通过对基于图像的场景设计技术和基于图像的场景真实感的研究，提出将基于图像的绘制技术与图案效果仿真相结合的方法。 针对图案在实际场景中的形变，提出按纹理走势划分场景实体表面形变控制网格，并考虑了实体表面纹理细节性变化，给出具体网格划分与调整方法。 在适应场景表面特点的条件下，提出一种基于向量运算，通过向量控制纹理形变，体现自然纹理形变要求的映射对应点获取算法，并将该算法应用于三维场景的情况下，获得三维真实感纹理映射的应用。 对于图案在场景中的真实感取得，使用符合人眼对色彩的感知的色彩空间，即HSV色彩模型，根据对应点亮度进行图像融合达到纹理真实感融入。 对于映射区域点的判断，采用三次样条曲线精确拟合映射区域边界，并提出一种基于曲率半径进行边界多边形化以实现对映射区域内点的精确与高效判断的方法。 在实现场景设计与图案纹理映射算法之后，考虑到图案应用的多用户自由定制要求，给出采用Web Services概念体系构架的图案效果网络虚拟展示系统，对涉及的算法进行实现与验证。同时，该系统的实现得到国家863高科技研究与发展计划项目浙江省块状经济区域网络化制造系统开发与应用(2002AA414070)资助。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 基于图像绘制技术
• 1.1.2 图案应用的必要性及相关计算机研究领域
• 1.1.3 图案应用的现状及存在的问题
• 1.1.4 基于图像绘制技术在图案效果仿真领域的应用
• 1.2 目前研究工作的主要任务
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 本文的组织结构
• 第二章 场景表面形变控制网格划分与调整
• 2.1 网格划分总体思想
• 2.2 网格划分的关键：三次参数样条曲线
• 2.2.1 三次参数样条曲线的应用
• 2.2.2 三次参数样条曲线的表示
• 2.2.3 三次参数样条曲线的生成
• 2.3 初始网格区域及网格划分生成
• 2.3.1 网格边界
• 2.3.2 网格顶点计算
• 2.3.3 网格上的纹理映射处理
• 2.4 交互式网格调整方法
• 2.5 小结
• 第三章 基于向量运算的图案纹理映射算法
• 3.1 基于图像的图案效果展示中对纹理映射的要求
• 3.2 基于向量运算的映射对应点获取算法
• 3.3 图案纹理像素对应后的图像变换插值算法
• 3.3.1 最邻近插值
• 3.3.2 双线性内插值
• 3.3.3 三次卷积法插值
• 3.4 基于向量运算的纹理映射算法在三维场景中的应用
• 3.4.1 基于向量运算的纹理映射在三维场景中的扩展应用
• 3.4.2 三维场景绘制的基本图形学形式组织
• 3.4.3 三维场景中基于向量运算的纹理映射点对应
• 3.5 小结
• 第四章 基于亮度的真实感图像融合处理
• 4.1 基于图象处理的图案场景效果真实感显示的要求
• 4.2 相关色彩空间背景
• 4.2.1 色彩的含义及属性
• 4.2.2 颜色表示系统
• 4.2.3 RGB色彩空间与HSV色彩空间之间的转换
• 4.3 基于亮度的场景真实感图像融合
• 4.3.1 图案于场景映射中的真实感要素分析
• 4.3.2 亮度融合算法的基本思想
• 4.3.3 亮度融合算法形式化表示
• 4.3.4 亮度融合算法与其他图像处理软件的真实感效果比较
• 4.4 小结
• 第五章 基于曲率半径的区域边界多边形化
• 5.1 映射区域边界多边形化的可行性和必要性
• 5.2 映射区域边界多边形化算法
• 5.3 小结
• 第六章 基于Web Services的图案效果展示网络应用模式
• 6.1 图案效果展示网络应用已成必然
• 6.2 图案效果展示网络化应用模式
• 6.2.1 基于ActiveX技术的软件远程发布
• 6.2.2 Web Service概念体系
• 6.2.2.1 Web Services模型
• 6.2.2.2 Web Services协议栈
• 6.2.2.3 服务的请求响应机制
• 6.2.2.4 SOAP通信体系结构
• 6.2.2.5 图案效果展示的Web集成框架
• 6.2.2.6 客户端浏览器与服务器交互分析
• 6.3 图案效果展示网络应用实例
• 6.4 小结
• 第七章 纹理映射结果分析与图案实景效果网上虚拟展示系统
• 7.1 纹理映射结果分析
• 7.2 图案实景效果网上虚拟展示系统
• 7.2.1 系统概况
• 7.2.2 虚拟效果展示子系统
• 7.2.2.1 虚拟效果展示子系统所设计的用户工作流程
• 7.2.2.2 虚拟效果展示子系统的实现
• 7.2.2.2.1 网络化虚拟效果展示系统的客户端主界面
• 7.2.2.2.2 场景列表
• 7.2.2.2.3 纹理列表
• 7.2.2.2.4 效果展示
• 7.2.2.2.5 工具栏
• 7.2.3 场景远程设计子系统（场景创作子系统）
• 7.2.3.1 场景创作子系统所设计的设计师工作流
• 7.2.3.2 场景创作子系统的实现
• 7.2.3.2.1 场景创作子系统主界面
• 7.2.3.2.2 网格生成操作示例
• 7.2.3.2.3 边界生成操作示例
• 7.2.4 场景纹理管理子系统
• 7.2.4.1 场景纹理管理子系统管理员工作流
• 7.2.4.2 场景纹理管理子系统的实现
• 7.2.4.2.1 场景纹理管理子系统的主界面
• 7.2.4.2.2 添加场景及配置
• 7.2.4.2.3 添加纹理
• 7.2.4.2.4 场景、纹理列表
• 7.3 小结
• 第八章 总结和未来的工作
• 8.1 主要研究内容与创新
• 8.2 下一步的工作
• 参考文献
• 本人读硕期间发表与录用的学术论文
• 致谢