特征控制下的多样图地形纹理合成算法

针对三维虚拟室外场景的建模与绘制需求,提出一种多样图地形纹理合成算法。以地形数字高程模型数据和样图集为基础,根据用户自定义的纹理合成规则控制地形的高程值和坡度特征,并自动合成地形纹理。实验结果表明,利用该算法合成的纹理能够较好地反映自然界地形的分布情况,增强三维场景绘制的真实感。     

基于显著结构元素的纹理合成

某些样本纹理中包含按一定的特征分布的显著结构元素,而现有像素级别纹理合成算法难以保持样本纹理中显著结构元素的完整性以及分布特征等人眼更高感知层次的信息.本文提出了一种基于显著结构元素的纹理合成算法.首先,提取样本纹理中显著结构元素,根据各元素的空间位置建立邻接关系,分析每个结构元素的邻域信息,把结构元素的分布建模为Markov随机场模型.在合成过程中,采用邻域匹配算法,在样本纹理中查找最合适的结构元素,并将其添加到目标纹理中.另外,本文在后处理中通过添加噪声对显著结构元素进行各种随机变换,增加了目标纹理的多样性,实验结果表明,对于半结构性纹理,本文合成结果符合更高层次人眼感知特征.     

源自样图的树皮纹理合成技术研究

树皮的真实感表达是树木可视化中的一个重要问题。树皮表面纹理具有丰富的细节,并且树干不同部位的纹理质地可能会发生渐变,要真实模拟树皮纹理的这些效果并不简单。提出一种真实感树皮纹理的合成方法。该方法基于块纹理合成的思想,可以根据几块树皮样图纹理,实现树干部分整张树皮纹理的合成。采用这种合成方法,有效避免了采用一般纹理拼接方法所造成的纹理接缝问题。并且,该方法采用一种控制合成概率的策略有效实现了不同质地的树皮纹理之间的渐变,从而能够真实表现出树皮由老到嫩逐渐变化的效果。基于样本及边缘融合的方式实现了树皮疤痕效果的生成。实验表明,该方法可以有效生成带有生长变化特征的真实感树皮纹理,满足真实感绘制的需求。     

元素分布构建的三维模型表面纹理合成方法

针对由纹理元素组成的样本纹理在模型表面纹理合成中难以保持样本纹理结构规律性的问题,提出了一种基于纹理元素分布构建的模型表面纹理合成方法。首先通过用户交互在三维模型表面上确定待合成纹理的初始位置,然后利用邻域比较以局部扩张-冲突检测的形式,从三维模型表面初始位置上开始逐步构建纹理元素的分布,使之与二维样本纹理的纹理元素分布具有一定的外观相似性。最后,采用自适应的局部参数化方法将纹理元素分别映射到模型表面对应位置,以获得最终的三维模型表面纹理合成结果。实验结果表明,该方法能够在模型表面合成高质量的纹理,并在保持纹理元素完整性和保持样本纹理潜在规律性的同时,能够使得已合成纹理中扭曲程度较低且是连续、无接缝的。     

三角网格曲面纹理合成技术研究

纹理合成是真实感图形绘制中重要的技术.对由三角网格组成的曲面模型,提出了一种基于表面三角块矢量场的纹理合成方法.首先用矢量加平滑方法来计算曲面上每个三角块上的纹理方向矢量,并根据这些纹理方向来合成纹理;然后在样本纹理空间按扫描线顺序搜索样本纹理空间,找出最匹配的纹理坐标;算法用队列作为存取结构,并且结果保存在队列中,达...     

GPU适用的并行纹理合成算法

基于样图的纹理合成是一个大计算量过程,为了利用GPU的并行计算能力进行大规模纹理合成,我们提出一种并行纹理合成算法.该算法综合块查找和全局纹理优化算法分多遍进行纹理的合成和优化,其中每一遍分为串行纹理块定位和并行最优块匹配2个阶段.纹理块定位阶段在CPU端按照扫描线顺序确定待合成的邻域,并将邻域位置传入GPU;最优块匹配阶段在GPU端并行计算待合成邻域与对应样本邻域的全局距离,并查找出最优解得到匹配块.最后根据匹配过程统计数据自适应调整优化规模,在全局范围内对纹理进行迭代优化.实验结果表明,文中算法在保证大规模纹理合成效果的基础上减少了计算时间,能够满足交互式纹理合成的应用.     

基于二维纹理样本的方向场引导的体纹理合成

提出一种考虑方向场的体纹理合成新方法.在二维纹理样本中搜索邻域,采用优化的邻域匹配算法逐个合成体素;在匹配二维纹理样本像素邻域和体素邻域时,考虑各体素上的方向,生成各向异性体纹理,并允许采用各向异性的二维纹理样本获得满意的合成结果.方向场可由过程式方法生成,也可由三维医学数据处理而得.实验结果表明,从动物的弥散张量图像得到的方向场能有效地合成真实的动物肌肉纹理,为计算机图形学提供了一种新的肌肉建模手段.     

具有织物真实感的图案绘制

针对图案在织物上视觉效果的模拟问题,提出了一种织物真实感图案绘制算法．以纹理合成技术为基础,采用多样图对方式表示织物特性,通过类比的方法获得目标图案在多样图对所代表织物上的视觉效果．实验结果表明,该算法具有良好的通用性,较高的织物真实感．     

螺旋状匹配搜索的块拼贴纹理合成

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射、过程纹理合成等方法后发展起来的一种纹理拼贴方法。该文在Efros块拼贴算法和徐晓刚的螺旋状点匹配搜索算法基础上,提出了一种螺旋状匹配搜索的块拼贴算法。该算法利用纹理块的连惯性,在搜索待合成纹理块时,在已合成纹理块在样本图像中位置的邻域进行搜索,找到匹配纹理块后进行输出。该方法大大加快了纹理合成的速度,与Efros块拼贴算法相比,在合成质量不变的基础上,合成速度平均提高了10倍。对于不同的纹理进行实验,其结果也令人满意。     

螺旋线轨迹在纹理合成算法中的应用

本文在MRF模型和已有块拼贴算法的基础上,根据纹理的邻域相关性以及匹配点的位置分布在上次合成匹配点邻域的概率较大这一特点,直接选取前一匹配块的相邻块为待选最佳匹配块,使算法能够快速地采样到最优匹配块,并能较好的保持合成纹理的邻域相关性;同时,采用螺旋顺序逐块合成纹理,能够加强对合成过程的约束,克服了合成过程中不连续区域的出现。本文算法较好的维持了样本图的结构特征,在保证纹理合成质量的同时,能够有效的减少算法的计算量。     

An Example-based Procedural System for Element Arrangement

We present a method for synthesizing two dimensional (2D) element arrangements from an example. The main idea is to combine texture synthesis techniques based‐on a local neighborhood comparison and procedural modeling systems based‐on local growth. Given a user‐specified reference pattern, our system analyzes neigh‐borhood information of each element by constructing connectivity. Our synthesis process starts with a single seed and progressively places elements one by one by searching a reference element which has local features that are the most similar to the target place of the synthesized pattern. To support creative design activities, we introduce three types of interaction for controlling global features of the resulting pattern, namely a spray tool, a flow field tool, and a boundary tool. We also introduce a global optimization process that helps to avoid local error concentrations. We illustrate the feasibility of our method by creating several types of 2D patterns.     

图像纹理特征挖掘*

借助数据挖掘方法在图像中的应用,提出了一种利用图像降阶结合基元模式匹配对纹理特征进行挖掘的新思路。采用关联规则挖掘算法对图像纹理的频繁模式进行挖掘,通过联合关联规则来表达纹理。实验结果显示,挖掘出的关联规则不仅能够表达规则纹理,而且能够较好地表达随机纹理。     

Point Pattern Synthesis via Irregular Convolution

Point pattern synthesis is a fundamental tool with various applications in computer graphics. To synthesize a point pattern, some techniques have taken an example‐based approach, where the user provides a small exemplar of the target pattern. However, it remains challenging to synthesize patterns that faithfully capture the structures in the given exemplar. In this paper, we present a new example‐based point pattern synthesis method that preserves both local and non‐local structures present in the exemplar. Our method leverages recent neural texture synthesis techniques that have proven effective in synthesizing structured textures. The network that we present is end‐to‐end. It utilizes an irregular convolution layer, which converts a point pattern into a gridded feature map, to directly optimize point coordinates. The synthesis is then performed by matching inter‐ and intra‐correlations of the responses produced by subsequent convolution layers. We demonstrate that our point pattern synthesis qualitatively outperforms state‐of‐the‐art methods on challenging structured patterns, and enables various graphical applications, such as object placement in natural scenes, creative element patterns or realistic urban layouts in a 3D virtual environment.     

基于纹理渲染的分形图案设计

传统分形图案的纹样在表现实际景物特征方面存在不足.针对这一问题,提出了一种基于纹理渲染的分形图案设计概念和技术,并改进了Wei的点匹配纹理合成算法,即首先用2维自相关函数先分析纹理的构成和分布,然后确定合成的L形邻域大小,最后将分形图案作为结构约束,并在HSL颜色空间上控制色彩渲染,实现了结构约束的纹理合成,并通过选择两个特殊的分形数集来进行实验,生成了既有样图纹理特征,又能控制色彩变化的分形图案.     

Perspective-aware texture analysis and synthesis

This paper presents a novel texture synthesis scheme for anisotropic 2D textures based on perspective feature analysis and energy optimization. Given an example texture, the synthesis process starts with analyzing the texel (TEXture ELement) scale variations to obtain the perspective map (scale map). Feature mask and simple user-assisted scale extraction operations including slant and tilt angles assignment and scale value editing are applied. The scale map represents the global variations of the texel scales in the sample texture. Then, we extend 2D texture optimization techniques to synthesize these kinds of perspectively featured textures. The non-parametric texture optimization approach is integrated with histogram matching, which forces the global statics of the texel scale variations of the synthesized texture to match those of the example. We also demonstrate that our method is well-suited for image completion of a perspectively featured texture region in a digital photo.     

纹理合成中邻域窗口参数的自动提取算法

在纹理图像合成中,邻域窗口的大小是一个重要参数,直接影响着合成图的质量。文章基于平滑图像与差值图像,通过对大量纹理图像和非纹理图像的实验分析,发现了一些规律,并在此基础上提出了一种邻域窗口大小的自动提取算法。试验表明,该方法对规则纹理和随机纹理都具有较好的效果,具有很好的实用价值。     

基于增强方向局部二值模式的纹理分类

针对方向局部二值模式特征维数高且易受噪声影响的问题,提出了增强方法。首先,在方向局部二值模式的基础上,通过将局部邻域划分为多个8-正交邻域的策略,来降低方向局部二值模式的特征维数;其次,在方向局部模式中引入局部三值模式的思想,以减少噪声的影响。采用CURet、UIUC及Outex三个纹理图像库进行试验,结果证明了本文方法以较低的特征维数取得了更好的分类性能。     

纹理合成的自相关性判别法及其应用

从加快纹理相似性的判别速度出发,提出了一种纹理合成的自相关性判别法.传统的纹理合成算法随着邻域和样本的增大,计算量将成倍增加,纹理合成速度减慢的劣势逐渐体现出来.因此,算法对样本纹理建立简单的自相关性距离查找表,利用L邻域内像素的自相关性距离作为像素匹配的判别依据,以查找取代传统匹配过程中的繁琐计算,极大地加快了合成速度,可实现动态的、多精度的合成效果调控,以及避免块匹配中易出现纹理接缝的问题.经验证,该算法可在纹理合成、图像修补及纹理检索中应用,并可很好地达到实时的应用要求.     

基于属性关系直方图统计的线状纹理图像检索方法

提出一种基于属性关系图ARG描述的线状纹理图像检索方法。针对一般的ARG图匹配算法运算量大、检索速度慢的问题，在用ARG描述线状纹理特征的基础上，通过计算纹理基元属性关系直方图之间的归一化距离来衡量图像的相似度，大大提高了运算速度。应用于鞋底花纹图像库的实验结果表明，该方法对于线状纹理特征具有较强的描述能力，对于平移、旋转和伸缩具有较好的不变性、检索速度和检索结果均能满足应用要求。