三角網(wǎng)格曲面紋理合成技術(shù)研究

三角網(wǎng)格曲面紋理合成技術(shù)研究———學(xué)習(xí)匯報匯報人：黃峻論文匯報概述摘要流程圖算法概述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果優(yōu)勢與缺點(diǎn)摘要用已知矢量和插值算法計(jì)算曲面上每個三角塊上的紋理方向矢量，并根據(jù)這些紋理方向來合成紋理在樣本紋理空間按掃描線順序搜索樣本紋理空間，找出最匹配的紋理坐標(biāo)用隊(duì)列作為存取結(jié)構(gòu)，并且結(jié)果保存在隊(duì)列中，達(dá)到了實(shí)時繪制效果流程圖圖1論文流程圖算法概述Step1：根據(jù)指定三角塊的紋理方向矢量，利用插值算法計(jì)算出曲面上每個三角塊的紋理方向矢量。用n個矢量的平均矢量等于這n個矢量的和，最后把它單位化，來計(jì)算除用戶指定外曲面三角網(wǎng)格的矢量方向，最終生成一個平滑的矢量場。圖2用戶輸入的矢量及插值生成的矢量場算法概述插值算法：在已知離散數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上補(bǔ)插連續(xù)函數(shù)，使得這條連續(xù)曲線通過全部給定的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)。我們暫時可以實(shí)現(xiàn)的是線性插值算法，即已知向量q0(x0,y0,z0),qt(xt,yt,zt)，在此范圍內(nèi)線性插入n個三角形面片的紋理方向矢量q1~qn。即為所求。其中k∈(1，n)算法概述另一方面，在球面線性插值法中提到，利用旋轉(zhuǎn)矩陣可以很方便的求出所需三角面片的方向矢量。q=q0*Trot其中，Trot即饒任意軸旋轉(zhuǎn)的矩陣變換矩陣我們得知，利用四元數(shù)算法也可以求得目標(biāo)方向矢量。一個四元數(shù)描述了一個旋轉(zhuǎn)軸和一個旋轉(zhuǎn)角度。當(dāng)用一個四元數(shù)乘以一個向量時，實(shí)際上就是讓該向量圍繞著這個四元數(shù)所描述的旋轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)動這個四元數(shù)所描述的角度而得到的向量。由于對以上兩種算法理解有限，尚沒有能力實(shí)現(xiàn)。算法概述Step2：在模型中隨機(jī)地選取一個種子三角塊。（包括該三角塊的頂點(diǎn)信息和紋理矢量方向信息）根據(jù)紋理矢量方向信息隨機(jī)給種子三角塊賦紋理坐標(biāo)。把此三角形放入隊(duì)列中。算法概述Step3：從隊(duì)列頭部獲取一個已合成紋理圖樣的三角塊。根據(jù)此三角塊的紋理坐標(biāo)，從樣本紋理中利用掃描線算法分別搜索和此三角塊匹配的相鄰未合成的三角塊的紋理坐標(biāo)。把它們放入隊(duì)列中。算法概述掃描線算法

按掃描線順序，計(jì)算掃描線與多邊形的相交區(qū)間，再用要求的顏色顯示這些區(qū)間的象素，即完成填充工作。

對于一條掃描線填充過程可以分為四個步驟：

(1)

求交：計(jì)算掃描線與多邊形各邊的交點(diǎn)

(2)

排序：把所有交點(diǎn)按

x

坐標(biāo)遞增順序來排序

(3)

配對：確定掃描線與多邊形的相交區(qū)間，第一個與第二個，第三個與第四個等等，每對交點(diǎn)代表掃描線與多邊形的一個相交區(qū)間

(4)

填充：顯示相交區(qū)間的象素算法概述Step4：融合邊界區(qū)域?；氐絊tep3，直到遍歷完整個曲面的每個三角塊。算法概述Step5：當(dāng)需要繪制紋理時，曲面上三角塊信息(包括頂點(diǎn)坐標(biāo)和紋理坐標(biāo))都存放在一個隊(duì)列中了，只要遍歷整個隊(duì)列提取出每個三角形的信息進(jìn)行繪制。算法概述隊(duì)列：typedefstructTexturePoint{floatx,y,z；//頂點(diǎn)的坐標(biāo)floatu,v;//紋理的坐標(biāo)floatpsx,psy,psz;//點(diǎn)的方向矢量}TexturePoint;//每個三角形由三個點(diǎn)(TexturePoint)構(gòu)成typedefstructqueue{TexturePointpoint1;TexturePointpoint2;TexturePointpoint3;structqueue*next;}queue//存放在隊(duì)列中的三角形結(jié)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果圖3算法合成結(jié)果圖表1合成紋理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表2與和文獻(xiàn)[12]算法時間對比優(yōu)勢與缺點(diǎn)優(yōu)勢：不需要進(jìn)行樣本紋理的預(yù)處理。用隊(duì)列存儲了紋理坐標(biāo)，顯示是實(shí)時的。