使用六边形块的绝对非周期性纹理合成
纹理合成指的是由一个小的样图产生一个任意大的纹理图像,样图和结果图像应该被观察者认为是同一种纹理,并且在结果图中不存在明显的接缝问题,纹理合成的结果应该是非周期的。纹理合成技术在图像编辑、数据压缩、网络数据的快速传输、大规模场景的生成以及真实感和非真实感绘制等方面具有广泛的应用前景。
纹理合成技术由最初Efros提出的基于点的合成算法逐渐发展到基于样例图的块合成方法,块合成算法也成为纹理合成的主流。尽管纹理合成产生的纹理图像要符合非周期性的条件,然而现实生活中存在大量的周期性纹理。所以,我们首先使用了两种算法来设计一个可以进行无缝拼图的矩形纹理块,产生周期性的纹理,装饰某些模型。而后我们把二维无缝拼图算法应用到三维表面纹理,以观察不同光照条件下纹理的表现情况和三维表面纹理的几何特征。
以往的纹理合成算法随机性比较强,通常把重心放在消除接缝上,非周期的保障则依赖程序的随机性,这就可能产生周期性的结果,比如无缝拼图的情况,而违背了纹理合成的原则。我们的目的在于,寻找一种算法来保证纹理合成的非周期性,杜绝以前算法中存在的周期性可能,同时消除相邻块之间的接缝。JoshuaE.S.Socolar使用一个六角形块不断拼接产生绝对非周期性的无限的空间填充,并从几何角度证明了整个过程的非周期性。据此我们设计了一种六角形块,根据Socolar的迭代规则,产生绝对非周期性的纹理图像。
本文首先介绍了几种二维纹理合成算法,并进行了二维空间无缝拼图实验,随后将无缝拼图实验结果运用到模型装饰和三维表面纹理,观察不同光照条件下纹理的表现情况和三维表面纹理的几何特征。而后介绍并详细证明了Socolar所提出的迭代规则在二维空间填充过程中的非周期性。根据其迭代规则,设计六角形纹理块,进行了使用六边形块的随机纹理合成算法,而后进行了绝对非周期性的纹理合成试验,并同随机合成算法做了对比。最后,我们还介绍了使用两个六边形块根据非周期性的迭代规则在二维空间无限膨胀,并据此进行了新的六边形纹理块的设计,应用到六边形纹理块的非周期空间填充,并取得良好的实验结果。
纹理合成技术;无缝拼图;六边形块;非周期性;迭代规则;几何特征
中国海洋大学
硕士
计算机系统结构
董军宇
2011
中文
TP391.41
72
2011-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）