运用局部纹理映射加速曲面纹理合成

基于样图的纹理合成方法能够在网格曲面上合成高质量纹理,但合成速度有待进一步提高,对此提出一种运用局部纹理映射加速曲面纹理合成的算法.首先以三角形法向量、切向矢量与纹理尺度为约束,将三角网格曲面分割为一系列映射区与合成区;然后用基于块的平面纹理合成方法生成大面积样图,用调和映射方法对映射区进行纹理映射;最后采用基于三角块的合成方法生成合成区纹理.实验结果表明,该算法对一般的随机性纹理与半结构性纹理具有很高的合成质量,能够控制纹理方向与尺度的变化.由于大部分三角形的纹理通过局部纹理映射得到,仅需要合成少数三角形的纹理,纹理合成过程得到大幅度地加速.     

飞行模拟器动态地景库中纹理过渡算法

针对传统方法构造地景数据库过程中存在的不足进行改进,提出了基于矢量数字地图建立地景数据库的方法,并对其中一种关键算法：二维地表纹理生成中异种纹理过渡算法进行了研究。提出以纹理颜色相似度为约束动态选取过渡区域宽度,实现异种纹理间自然过渡的纹理过渡算法。实验证明,该算法扩展了传统拼接算法的适用范围,解决了异种纹理拼接时接缝明显的问题,在保证了过渡后图像良好视觉效果同时,也提高了运算效率。     

一种新的三维地景库的建模方法

针对传统的模拟器计算机成像系统之不足,提出了1种新的视景系统的建模方法,即基于矢量数字地图的三维地景生成算法。该算法以矢量地图为约束,各种地表纹理作为输入样图,用矢量地图中的高程信息构建三维地形网格,并根据矢量数字地图中图元之间的不同属性映射相应的纹理,得到了与矢量数字地图相一致的三维地景。与传统的地景库生成算法相比,新算法生成的三维地景更加真实精确;解决了以往地景库一经生成就无法更改的问题;具有一定的预测和重现场景的功能;缩短了地景库的开发周期,降低了开发成本。同时,运用了基于视点的地景数据动态调度策略,可实现真实场景的实时绘制。     

基于相对坐标控制的非均匀纹理合成方法

针对当前非均匀纹理合成方法或无法保持非均匀纹理的大尺度结构,或受网络结构限制,无法合成任意大小的纹理的问题,提出基于相对坐标控制的非均匀纹理合成方法.该方法基于全卷积金字塔结构生成对抗网络SinGAN,首先,引入相对坐标信息作为条件输入进行引导控制合成,从而保留非均匀纹理样图的整体结构特性;然后引入旋转图块增强训练,通过下采样和角度旋转,获得大量纹理图块训练数据,从而进一步提升纹理合成的细节质量.最后,通过对多张挑战性非均匀纹理进行任意比例合成实验,结果表明,该方法可合成具有任意大小的新纹理样本,合成结果能够有效地保持源图像的全局结构和局部精细纹理.此外,用户还可根据需要选择源纹理区域进行扩展合成,从而带来更好的可控纹理合成体验.     

曲面渐变纹理合成中重采样问题研究

在渐变纹理合成过程中,纹理尺度和方向的变化需要不断对原样图进行重采样。为避免不断重采样对纹理合成速度的影响,在基于块合成方法的基础上,以线性函数作为纹理尺度的过渡函数,在二维空间生成渐变纹理,将二维渐变纹理作为新的样本,利用矢量场控制曲面纹理合成,采用灰度图像辅助合成,以避免纹元破裂。实验结果表明,该方法对自然界中大多数纹理进行合成时能取得较好的效果,能保持纹理的视觉连续性,合成效率较高。     

块尺寸自适应的Tile纹理合成算法

针对Wang Tiles纹理合成算法中样图信息利用不完全、所制作的Tile中心处有明显接缝,以及Tile拼接时拐角处不完全匹配等问题提出了一种改进的纹理合成算法。分析给定的纹理样图,得到适当的纹理块长度,按照该长度从纹理样图中提取4个菱形纹理块,生成Tile初始框架;从样图中选择与Tile初始框架尺寸相同的纹理块作为替代纹理块,与Tile初始框架重叠放置,求取最佳缝合路径,从而制作Tile;通过一系列Tile拼接生成最终的输出纹理。实验结果表明,该算法制作的Tile有很好的视觉效果,同时对各类型纹理该算法都能取得一个较好的纹理合成效果。     

基于Wang Tiles的几何纹理合成

提出了一种基于Wang Tiles的几何纹理合成方法来在不同物体表面上即时地生成几何纹理.首先根据给定的几何纹理预计算出一组Wang Tiles,然后用这组Wang Tiles在不同的目标物体上即时生成新的几何纹理.尽管基于Wang Tiles的方法已经应用于图像纹理,但由于几何纹理采用了与图像纹理完全不同的表示方式,因此需要用完全不同的方法来处理.采用了基于约束的几何纹理合成技术自动生成几何纹理Wang Tiles,从而保证了生成的几何纹理Wang Tiles在所有排列下都能保持其几何连续性.与现有的方法相比,生成的几何纹理Wang Tiles可以重用到不同的目标物体上,同时占用的存储空间及计算量更小,速度更快.     

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。     

一种指纹合成的方法及其实现

提出并实现了一种指纹合成方法.该方法通过新的联合方向场模型生成更加符合真实指纹的方向场,并提出一种新的指纹密度图的表示方法.然后,通过改进的Gabor滤波器生成指纹脊线纹理.该方法包括两个主要步骤:首先,经过指纹方向场生成、密度图生成和脊线纹理生成产生一个指纹模板图像;然后对指纹模板图像进行一系列变换,包括添加划痕、纹理平移、脊线的膨胀/腐蚀、脊线的弹性形变、脊线的加噪和平滑、图像的平移和旋转、改变对比度、添加背景噪声,最终得到类似于真实指纹的合成指纹图像.基于该方法的指纹生成器平台,已在2004年中国生     

使用可变大小的邻域进行纹理合成

在许多采用马尔可夫随机场模型的基于样图的纹理合成算法中,邻域的大小决定着这些合成算法的纹理合成质量和合成速度。目前很多纹理合成算法都是在合成前人为选择或通过一定算法来选择邻域尺寸,在合成过程中就使用这个固定大小的邻域来合成纹理,但是固定大小的邻域通常会造成纹理特征混乱。本文提出一种新的纹理合成算法,该算法在合成过程中动态改变邻域大小来避免这个问题。针对每一个输出像素,它的邻域尺寸与这个邻域结构所有像素都相关,是动态改变的。实验表明,在一个较宽的纹理范围内,该算法能够自动为每一输出点自动地识别出理想的邻域大小,生成令人满意的纹理合成效果。     

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。     

Method of Direct Texture Synthesis on Arbitrary Surfaces

A direct texture synthesis method on arbitrary surfaces is proposed in this paper. The idea is to recursively map triangles on surface to texture space until the surface is completely mapped. First, the surface is simplified and a tangential vector field is created over the simplified mesh. Then, mapping process searches for the most optimal texture coordinates in texture sample for each triangle, and the textures of neighboring triangles are blended on the mesh. All synthesized texture triangles are compressed to an atlas. Finally, the simplified mesh is subdivided to approach the initial surface. The algorithm has several advantages over former methods: it synthesizes texture on surface without local parameterization; it does not need partitioning surface to patches; and it does not need a particular texture sample. The results demonstrate that the new algorithm is applicable to a wide variety of texture samples and any triangulated surfaces.     

基于三角块的曲面纹理合成

根据曲面网格上的切向矢量场,采用广度优先搜索策略从样本纹理空间中为每个三角面片映射纹理面片,直至完全覆盖整个网格．在搜索和映射过程中,首先使网格上相邻三角面片的纹理有最小的匹配误差;然后对相邻的三角面片纹理使用图的分割方法拼接纹理,得到曲面上连续的合成纹理;最后压缩存储合成的三角面片纹理．该算法适用于多种类型的样本纹理和任意的三角化曲面．     

基于纹理合成的水墨山水画自动绘制

通过分析中国山水画的一般创作技法,提出了基于纹理合成的水墨山水画绘制方法.将一幅图像作为控制图像,用于控制要绘制的区域轮廓和明暗色调;采集画家的手稿作为样本图像,通过纹理合成绘制出国画绘画中的各种皴、染笔触;在传统的纹理合成方法上,提出了一种目标控制的多级纹理合成算法,该算法能利用控制图像有效地控制纹理合成的结果.从而可以将一幅数字照片或简单的手绘图自动地转换成各种中国水墨画效果的图像.仿真结果证明了该方法对于各种山水画的绘制具有良好的效果.     

Synthesis of Color Textures for Multimedia Applications

An algorithm for synthesizing color textures from a small set of parameters is presented in this paper. The synthesis algorithm is based on the 2-D moving average model, and realistic textures resembling many real textures can be synthesized using this algorithm. A maximum likelihood estimation algorithm to estimate parameters from a sample texture is also presented. By combining the estimation and synthesis algorithms, a color texture can be synthesized from a sample texture without human intervention. Using the estimated parameters, a texture larger than the original image can be synthesized from a small texture sample. The synthesis algorithm does not require an expensive iterative algorithm, and the quality of synthesized textures may be acceptable for many multimedia applications. In the experiment, various textures suitable for multimedia applications are synthesized from parameters estimated from real textures.     

Capture and Synthesis of 3D Surface Texture

We present and compare five approaches for capturing, synthesising and relighting real 3D surface textures. Unlike 2D texture synthesis techniques they allow the captured textures to be relit using illumination conditions that differ from those of the original. We adapted a texture quilting method due to Efros and combined this with five different relighting representations, comprising: a set of three photometric images; surface gradient and albedo maps; polynomial texture maps; and two eigen based representations using 3 and 6 base images.We used twelve real textures to perform quantitative tests on the relighting methods in isolation. We developed a qualitative test for the assessment of the complete synthesis systems. Ten observers were asked to rank the images obtained from the five methods using five real textures. Statistical tests were applied to the rankings.The six-base-image eigen method produced the best quantitative relighting results and in particular was better able to cope with specular surfaces. However, in the qualitative tests there were no significant performance differences detected between it and the other two top performers. Our conclusion is therefore that the cheaper gradient and three-base-image eigen methods should be used in preference, especially where the surfaces are Lambertian or near Lambertian.     

基于模型上相邻三角面关系的纹理合成

根据模型上相邻三角面的关系,采用广度优先策略依次为每个三角面指定纹理坐标。对于具有约束面的搜索与映射过程,首先使相邻面有最小的纹理误差,最后采用图的分割技术将纹理拼接成一个连续的整体。该算法适用于任意曲面和多种纹理。     

基于纹理合成的向量场可视化

在纹理合成过程中利用向量场作为指导,生成反映向量场大小和方向变化的合成结果.采用块纹理合成的流程,在对向量场合成块均匀划分的基础上,通过进一步的自适应分割,将向量场划分成为不同大小和不同形状的最终合成块,使之与向量场的变化趋势相吻合.对向量变化过于剧烈的区域,则采用点合成的方式进行纹理合成,以保证合成效果的平滑.实验表明,文中的方法可以实现快速而高质量的向量场可视化.     

基于PSO的Wang Tiles纹理合成

如何在纹理样图中选择组成Wang Tiles的图像块决定着纹理的合成质量。基于PSO的Wang Tiles纹理合成通过粒子群优化算法在纹理样图中快速搜索边界差异最小的图像块,并用选取的图像块构建Wang Tiles,最后用Wang Tiles纹理合成算法合成纹理。实验表明,该算法合成的纹理具有较少的接缝,比随机选择图像块具有更好的合成效果。