模型分割与参数化的纹理合成

论文摘要

模型纹理绘制技术是绘制真实感图形最为常用的重要技术之一,它能有效模拟和增强景物表面的细节特征,而不需要增加几何模型的复杂度,在三维游戏动画、虚拟现实、计算机辅助设计等领域有着广阔的应用前景。本文对生成模型纹理的主要技术进行深入研究,内容包括参数化、模型分割以及基于样图的纹理合成。本文首先研究了曲面参数化问题,针对纹理映射中的纹理变形问题。提出了基于模型上相邻三角面关系的纹理合成方法。该方法根据模型上相邻三角面的关系,采用广度搜索策略依次为每个三角面指定纹理坐标。对于具有约束面的搜索与映射过程,首先搜索纹理使约束面具有最小的纹理误差,最后采用图的分割技术将纹理拼接成一个连续的整体。本文还研究了纹理合成的模型分割方法。提出了基于法向评价的分割方法。该方法根据模型上各相邻三角面的法向以及平均曲率,采用广度优先策略将模型划分。在划分中采用正向投影映射将各模型块参数化并对其进行评价,对于具有较大扭曲的模型块,将其再次细分直到扭曲值满足给定的阀值。最后采用相似堆积度合并分割的模型块。本文将该方法结合参数化的理论,将其应用在模型纹理的绘制上。通过对模型纹理绘制的研究表明,本文提出的两种纹理合成的方法,不但保持了纹理原有的特性,并且对于纹理的接缝问题也能较好的处理。因此本文的方法能有效的处理该类问题。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 纹理简介
• 1.1.1 纹理的定义及分类
• 1.1.2 纹理映射
• 1.1.3 纹理合成的研究现状
• 1.2 本文的主要研究内容与章节安排
• 第二章 网格曲面的参数化及典型方法的研究与比较
• 2.1 基本概念
• 2.1.1 三角网格
• 2.1.2 三角网格参数化
• 2.1.3 参数化的有效性
• 2.1.4 参数化的形变度量
• 2.2 平面参数化方法简介
• 2.2.1 凸组合方法
• 2.2.2 能量方程最小化方法
• 2.2.3 虚拟边界法
• 2.2.4 分割展平法
• 2.2.5 封闭网格参数化方法
• 2.3 几种经典的参数化方法
• 2.3.1 Floater 参数化方法
• 2.3.2 Harmonic 参数化方法
• 2.3.3 Intrinsic 参数化方法
• 2.4 参数化结果比较
• 2.5 本章小结
• 第三章 模型分割
• 3.1 三维模型分割概述
• 3.1.1 三维模型分割基本概念
• 3.1.2 国内外研究现状
• 3.1.3 纹理映射中的模型分割
• 3.2 一种采用法向评价的模型分割
• 3.2.1 算法总论
• 3.2.2 面平滑度的确定
• 3.2.3 堆积度的确定
• 3.2.4 模型的分割
• 3.2.5 法向评价及参数调整
• 3.2.6 投影变换
• 3.2.7 模型块的合并
• 3.3 实验与结论
• 3.4 本章小结
• 第四章 纹理合成
• 4.1 基于模型上相邻三角面关系的纹理合成
• 4.1.1 算法总论
• 4.1.2 约束集
• 4.1.3 映射关系中种子三角面的建立
• 4.1.4 建立纹理映射关系
• 4.1.5 检验模板的建立与匹配搜索过程
• 4.1.6 纹理接缝处理
• 4.2 基于模型分割与参数化的纹理合成
• 4.3 实验结果
• 4.4 本章小结
• 第五章总结和展望
• 5.1 主要研究内容与创新
• 5.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文