不規(guī)則區(qū)域紋理提取與3D模型貼圖.pdf

1、具有真實(shí)感的三維建模是計(jì)算機(jī)視覺與圖形學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究課題,在工業(yè)和工程設(shè)計(jì)、數(shù)字娛樂以及醫(yī)學(xué)和考古研究等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。不規(guī)則區(qū)域紋理提取與3D模型貼圖對于實(shí)現(xiàn)真實(shí)感3D產(chǎn)品的建模具有十分重要的意義。該項(xiàng)研究的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)將提取的不規(guī)則區(qū)域紋理圖像,自適應(yīng)貼到一個(gè)3D模型相應(yīng)的不規(guī)則區(qū)域表面,目前市場上的輔助設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)對單一模型的指定不規(guī)則區(qū)域貼圖,國

2、內(nèi)外對相關(guān)內(nèi)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(dòng)物、植物等)適當(dāng)而又準(zhǔn)確地貼到3D模型相應(yīng)的不規(guī)則區(qū)域表面,對古典雕刻家具、字畫和建筑構(gòu)建以及古陶瓷等藝術(shù)產(chǎn)品的仿真建模和3D紋理噴繪等有著很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文對不規(guī)則區(qū)域紋理提取與3D模型貼圖進(jìn)行了如下幾個(gè)方面的研究:
　　 (1)為了得到準(zhǔn)確的幾何模型和便于模型數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)交換,以滿足模型輔助設(shè)計(jì)的實(shí)際工程需要,本文采用基于O

3、penGL實(shí)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(zhuǎn)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(jìn)行控制,且模型的外觀也更精細(xì),是一種很實(shí)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(xué)形態(tài)學(xué)和重心坐標(biāo)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(jìn)行描述,并對提取的紋理數(shù)據(jù)進(jìn)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(shù),本文對普通3D模型和復(fù)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)了任意形狀的花紋圖案對指定