三維人臉模型的約束紋理映射算法研究.pdf

1、計(jì)算機(jī)輔助的三維顱面復(fù)原采用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)從顱骨數(shù)據(jù)樣本復(fù)原人臉面貌，可以應(yīng)用于刑偵、考古、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。本文研究?jī)?nèi)容作為計(jì)算機(jī)輔助的三維顱面復(fù)原項(xiàng)目的一部分，研究一種約束紋理映射算法，使得三維顱面復(fù)原的效果具有照片真實(shí)感。 約束紋理映射是一類特殊的紋理映射算法，它保證了模型在紋理映射時(shí)特征區(qū)域的匹配。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出的多種約束紋理映射算法進(jìn)行研究和比較，提出了一種基于三維顱面的約束紋理映射算法。本方法首先通過(guò)手工交互在模型

2、和紋理上添加約束點(diǎn)，用來(lái)標(biāo)記模型以及紋理上對(duì)應(yīng)的特征位置；在網(wǎng)格模型上添加約束點(diǎn)的同時(shí)，采用逐點(diǎn)插入法將約束點(diǎn)插入到網(wǎng)格模型中，并使用局部?jī)?yōu)化法對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化，保證新產(chǎn)生的網(wǎng)格為Delaunay三角網(wǎng)格；然后，對(duì)紋理進(jìn)行Delaunay三角劃分，根據(jù)紋理上約束點(diǎn)的拓?fù)溥B接關(guān)系，對(duì)模型采用逼近的最短路徑進(jìn)行三角剖分；接著對(duì)分割后的網(wǎng)格以及紋理采用徑向基函數(shù)實(shí)現(xiàn)紋理映射；最后根據(jù)網(wǎng)格點(diǎn)所處的位置和屬性，采取相應(yīng)的方法進(jìn)行優(yōu)化。 同以

3、往的約束紋理映射算法相比，本文算法不需要預(yù)先把網(wǎng)格模型參數(shù)化到二維空間；在映射方法上，本文算法首先把復(fù)雜的網(wǎng)格模型根據(jù)約束點(diǎn)分割成小片網(wǎng)格三角片，再根據(jù)徑向基函數(shù)能夠?qū)﹄x散數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑插值的特性，使用徑向基函數(shù)對(duì)非約束點(diǎn)紋理坐標(biāo)進(jìn)行插值求解，實(shí)現(xiàn)紋理映射。此方法既保證了紋理映射的有效性，又可以提高紋理映射的平滑度。 最后，本文實(shí)現(xiàn)了一個(gè)約束紋理映射的原型系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用手工交互在模型和紋理的特征位置標(biāo)記約束點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)三維顱面模型