基于样图的纹理合成技术研究

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射、过程纹理合成方法后发展起来的一种纹理技术,用于解决传统方法中出现的缝隙、扭曲、变形和参数调整等问题。在大规模场景的生成以及真实感图形绘制和非真实感绘制、计算机动画等方面具有广泛的应用前景;同时对图像编辑、数据压缩、网络数据的快速传输也有一定的指导意义。该文首先简要回顾了纹理技术的发展历程,总结出基于样图的纹理合成技术的基本原理,从基于Markov模型、侧重逼真显示、任意曲面等几个方面,对基于样图的纹理合成技术进行了较全面的总结和分析,对该领域未来的研究和应用前景做出了有益的探讨。     

纹理合成技术综述

纹理合成是当前计算机动画、特效和虚拟现实领域的研究热点之一，在过去的几年里，纹理合成技术取得了长足的发展。本文把近几年纹理合成技术的算法特点进行深入分析论述，对纹理合成的发展进行展望。     

基于纹理块连贯性的纹理合成技术

纹理合成是当前计算机图形学、计算机视觉和图像处理领域的研究热点之一。文章对基于样图的二维纹理合成技术进行了研究,有机结合了前人的一些观点,在此基础上提出了一种新的算法:在Efros和Liang提出的块拼接纹理合成算法的基础上融入Ashikhmin提出的基于位置相对性的合成技术,并加入与视觉相关的权值,得到了很好的视觉效果。     

基于模拟退火算法的Tile集生成优化

纹理合成技术是计算机图形学、计算机视觉和图像处理领域的研究热点之一,其中因Wang-Tile纹理合成方法可以实时地生成任意大小的纹理而受到人们的关注。Tile集的生成是Wang-Tile纹理合成方法的一个重要方面,但由于其中样本纹理选择的随意性使得合成纹理出现明显的菱形接缝。采用模拟退火算法来实现样本纹理选择过程的全局优化,提高了Tile集的质量,得到了理想的合成结果,对此进行了论述。     

一种基于自适应块拼接的纹理合成方法

纹理合成是当前计算机图形学、计算机视觉和图像处理领域的研究热点之一。本文在MRF模型和已有块拼接技术的基础上提出了一种自适应块拼接算法，该方法在全局最优的前提下进行不同大小纹理块的拼接，并使图像中的像素带有与视觉相关的权值，不仅在保证合成速度的同 时得到了更好的合成效果，而且从理论上统一了逐点合成和逐块合成两种基本方法。     

纹理合成技术研究

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,可以避免以往方法中的接缝,走样,需要参数调整等问题,在图像编辑,计算机动画,数据高倍压缩,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,从二维图像,曲面,视频3个方面,对基于样图的纹理合成方法进行了综述,分析了几种典型的合成算法,讨论了现有算法存在的问题和进一步的发展方向。     

一个新的纹理图像合成方法

基于样本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,可以避免以往方法中的接缝、走样等问题,在计算机图形学、计算机视觉、图像处理等领域是非常重要的.一种基于块的纹理合成新方法被提出:应用最大流原理和顺序访问方式建立了新的GraphCut图结构,该方法具有Graph Cut算法[2]的较好运行效果,并降低了Graph Cut算法的复杂性.其中,对近规则邻域的纹理图像合成尤为适用.     

纹理合成技术在遥感影像缺失信息恢复中的应用

纹理合成技术是目前计算机图形图像领域研究的一个热点,特别是基于样本的纹理合成,可以根据用户给定的纹理样本,生成具有相同视觉效果的大面积纹理图像,在图像缺失信息修复、目标物去除等方面具有很大的应用价值。本文采用基于马尔可夫随机场原理的样本纹理合成方法,对遥感影像上可能出现的遮挡区域进行恢复弥补,并针对遥感影像的特点,引入相应的GIS辅助数据,提高算法处理的可靠性和视觉质量。通过实验表明,该方法取得了较好的恢复效果,在遥感应用中具有一定的实用价值。     

块拼贴的纹理合成算法的实现与改进

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新的纹理拼接技术。其中块拼贴的纹理合成算法由于合成速度快,效果良好,受到极大关注。对采用块拼接技术的纹理合成方法进行综述,运用图像切割方法较好解决了块拼贴算法中的最佳分割路径获取问题,并对合成的结果进行平滑优化。     

关于天空动态仿真技术研究与实现

天空的建模和渲染是计算机图形学领域的一个研究难点,对其研究有着重要的现实和理论意义。从天空的建模方法、光照模型、绘制效率三个方面对天空仿真系统进行了研究。提出了更加适合在户外大场景仿真中应用的球形天空体的建模方法;改进了Fourier合成自然纹理的方法,并将其应用于云彩模拟中;并采用多层天空盒和雾化技术来增加天空仿真的真实效果。实验结果表明,使用文中的仿真算法得到的仿真图像对于提高用户的沉浸感和真实感效果显著。     

A unified method for appearance and geometry completion of point set surfaces

This paper presents a novel approach for appearance and geometry completion over point-sampled geometry. Based on the result of surface clustering and a given texture sample, we define a global texture energy function on the point set surface for direct texture synthesis. The color texture completion is performed by minimizing a constrained global energy using the existing surface texture on the surface as the input texture sample. We convert the problem of context-based geometry completion into a task of texture completion on the surface. The geometric detail is then peeled and converted into a piece of signed gray-scale texture on the base surface of the point set surface. We fill the holes on the base surface by smoothed extrapolation and the geometric details over these patches are reconstructed by a process of gray-scale texture completion. Experiments show that our method is flexible, efficient and easy to implement. It provides a practical texture synthesis and geometry completion tool for 3D point set surfaces.     

基于约束的多样图纹理设计与合成算法

提出了多样图纹理设计的概念,将块拼贴纹理合成方法和点匹配纹理合成方法相结合合成纹理图案。利用块拼贴合成方法合成背景及一些前景的部分,避免了基于点的纹理合成所产生的条带化、模糊等现象。同时,采用点匹配的合成方法合成一些前景及一些前景的部分,解决了块拼贴在小区域覆盖到其他区域的问题,并且利用图像平滑技术,使拼接处自然过渡。由于采用了以上两个算法相结合,在合成速度上已经大大超过了徐晓刚约束多样图纹理合成算法。     

基于约束的多样图纹理合成方法

基于已有的约束的多样图纹理合成算法,提出采用图像金字塔的方法来实现,并在其中利用了纹理的相关性原理,不仅可以合成自然纹理,而且对结构性较强的纹理也取得了较好的效果,合成速度也得到了提高。实验结果表明,该算法在合成质量和合成速度上都有较大的提高,对于控制某种纹理在合成结果图中的位置的纹理合成有广泛的适用性。     

Geometric texture modeling

Texture mapping has become an essential tool in any synthetic rendering scheme that aims at photorealism. Texture mapping typically associates any point on the surface of the rendered object with a location in the texture space. The surface point is then assigned rendering attributes, such as color or translucency from the respective location found in the texture space. Texture mapping techniques have also been used in attempts to emulate highly detailed geometry on the surfaces of objects. The proposed surface detail synthesis approach closes the loop from modeling to rendering using computer graphics texture mapping techniques, bringing them back into the geometric modeling phase. This article focuses primarily on texturing techniques that relate to shape modeling and surface geometry alteration.     

Constrained texture synthesis via energy minimization

This paper describes CMS (constrained minimization synthesis), a fast, robust texture synthesis algorithm that creates output textures while satisfying constraints. We show that constrained texture synthesis can be posed in a principled way as an energy minimization problem that requires balancing two measures of quality: constraint satisfaction and texture seamlessness. We then present an efficient algorithm for finding good solutions to this problem using an adaptation of graphcut energy minimization. CMS is particularly well suited to detail synthesis, the process of adding high-resolution detail to low-resolution images. It also supports the full image analogies framework, while providing superior image quality and performance. CMS is easily extended to handle multiple constraints on a single output, thus enabling novel applications that combine both user-specified and image-based control     

基于GPU加速的保结构纹理合成

提出一种基于Chamfer距离的保结构纹理合成方法。使用Chamfer距离度量纹理结构特征的相似度,在查找匹配块的同时计算纹理在颜色空间和结构特征空间的匹配度,从而解决以往纹理合成中有显著结构特征的纹理容易出现不连续的问题。但是Chamfer距离的计算量很大,而且随着纹理合成图分辨率的提高,计算成本会变得相当高昂以至于难以负担。因此,提出了基于GPU加速的保结构纹理合成方法,通过并行查找匹配块提高合成效率。实验证明本方法既提高了结构纹理的合成质量,又使得保结构纹理方法的合成速度大大提高,且与纹理合成图的分辨率无关。     

三维离散点采样表面基于全局优化的纹理合成算法

提出了一个直接在三维离散点采样表面上进行基于全局优化的纹理合成算法．算法首先对点模型表面进行基于协方差分析的递归式聚类削分，然后通过对各初始聚类进行优化调整和区域生长，得到更为均匀的计算单元块且使相邻单元块间具有重叠区域．基于所得到的计算单元块和样本纹理，在点模型表面上建立了一个全局的纹理合成能量方程，并采用最大期卑值算法迭代优化求解出一个全局的能量最小值．在全局优化算法中，通过加入的约束条件，进而给出了点模型颜色纹理的修复算法和流引导的可控纹理合成算法．由于点模型表面离散点元的稠密性，通过对离散点元的法向基于纹理合成结果进行相应的扰动，进一步增强了表面纹理的几何粗糙感．实验结果表明，该文的算法在点采样几何表面上有效地保持了生成的纹理结构和视觉效果的连续性和平滑性，得到了令人满意的结果。     

带约束的基于样图地表纹理合成技术研究

在传统的视景仿真开发过程中,研究人员需要将海量的航空影像照片经过数字化等一系列处理变成可使用的地表纹理,映射在地形表面,生成地景数据库.此法耗费大量人力,而且地景库一经生成就不可再改变,真实性降低.提出一种新的地表纹理的生成方法,以随机生成的高度信息作为约束,不同的地表纹理单元作为样图,采用带约束的基于样图纹理合成算法合成出真实地表纹理图像.实验中,通过改变高程约束和对多种地表纹理进行组合,可以方便快速地合成高质量的二维地表纹理图像.提出的纹理合成的方法,为今后与数字地图相结合开发地景数据库,积累一定的经验.对提高视景数据库的真实性具有实际意义.     

Enhanced Texture‐Based Terrain Synthesis on Graphics Hardware

Curvilinear features extracted from a 2D user‐sketched feature map have been used successfully to constraint a patch‐based texture synthesis of real landscapes. This map‐based user interface does not give fine control over the height profile of the generated terrain. We propose a new texture‐based terrain synthesis framework controllable by a terrain sketching interface. We enhance the realism of the generated landscapes by using a novel patch merging method that reduces boundary artefacts caused by overlapping terrain patches. A more constrained synthesis process is used to produce landscapes that better match user requirements. The high computational cost of texture synthesis is reduced with a parallel implementation on graphics hardware. Our GPU‐accelerated solution provides a significant speedup depending on the size of the example terrain. We show experimentally that our framework is more successful in generating realistic landscapes than current example‐based terrain synthesis methods. We conclude that texture‐based terrain synthesis combined with sketching provides an excellent solution to the user control and realism challenges of virtual landscape generation.