不規(guī)則區(qū)域紋理提取與3D模型貼圖.pdf

1、具有真實感的三維建模是計算機視覺與圖形學領域的一項重要研究課題,在工業(yè)和工程設計、數(shù)字娛樂以及醫(yī)學和考古研究等眾多領域有著廣泛的應用。不規(guī)則區(qū)域紋理提取與3D模型貼圖對于實現(xiàn)真實感3D產(chǎn)品的建模具有十分重要的意義。該項研究的目標是實現(xiàn)將提取的不規(guī)則區(qū)域紋理圖像,自適應貼到一個3D模型相應的不規(guī)則區(qū)域表面,目前市場上的輔助設計與制造軟件系統(tǒng),對單一模型的貼圖都是采用整幅圖像對模型整體的貼圖方法,而不能實現(xiàn)對單一模型的指定不規(guī)則區(qū)域貼圖,國

2、內外對相關內容和方法的研究涉足甚少。提取不規(guī)則區(qū)域紋理圖像(如花紋、動物、植物等)適當而又準確地貼到3D模型相應的不規(guī)則區(qū)域表面,對古典雕刻家具、字畫和建筑構建以及古陶瓷等藝術產(chǎn)品的仿真建模和3D紋理噴繪等有著很強的實用價值和廣闊的應用前景。
　　 本文對不規(guī)則區(qū)域紋理提取與3D模型貼圖進行了如下幾個方面的研究:
　　 (1)為了得到準確的幾何模型和便于模型數(shù)據(jù)的標準交換,以滿足模型輔助設計的實際工程需要,本文采用基于O

3、penGL實現(xiàn)三維建模的方法,先用專業(yè)建模軟件建模,通過模型數(shù)據(jù)轉化再由OpenGL程序重建模型的方法。此方法能夠避免直接使用OpenGL建模的繁雜工作,又可以通過OpenGL程序進行控制,且模型的外觀也更精細,是一種很實用的建模方法。
　　 (2)針對3D模型不規(guī)則區(qū)域貼圖的需要,本文提出了基于數(shù)學形態(tài)學和重心坐標的紋理提取方法。不規(guī)則區(qū)域紋理提取問題從圖像和模型表面兩方面考慮,且把從模型表面提取出來的不規(guī)則區(qū)域紋理數(shù)據(jù)用ST

4、L文件格式進行描述,并對提取的紋理數(shù)據(jù)進行了優(yōu)化處理。
　　 (3)對于三維模型的不規(guī)則區(qū)域貼圖,根據(jù)不規(guī)則區(qū)域紋理貼圖的特性,基于紋理映射技術,本文對普通3D模型和復雜3D模型的不規(guī)則區(qū)域紋理貼圖,以及模型表面不規(guī)則區(qū)域紋理到同類3D模型的貼圖,分別提出了相應的貼圖算法。對紋理邊界處接縫的處理,給出了一種參數(shù)化的優(yōu)化處理方法。
　　 實驗表明本文提出的不規(guī)則區(qū)域紋理提取與3D模型貼圖方法,實現(xiàn)了任意形狀的花紋圖案對指定