面向圖片浮雕的SFS高度映射算法研究.pdf

1、近年來(lái)隨著人們生活水平的提高，浮雕裝飾品廣受青睞，要求浮雕工業(yè)生產(chǎn)向自動(dòng)化、多樣化、批量化方向發(fā)展，開(kāi)發(fā)優(yōu)秀的浮雕CAD/CAM系統(tǒng)成為國(guó)內(nèi)相關(guān)研究人員努力解決的問(wèn)題。在圖像較復(fù)雜的圖片浮雕造型中，能利用的圖像先驗(yàn)信息較少，很難建立由二維圖像信息到三維浮雕模型的映射關(guān)系。本文根據(jù)圖片浮雕造型的特點(diǎn)和要求，致力于圖片浮雕三維造型技術(shù)的研究，尋找一種在工業(yè)生產(chǎn)中，能夠直接由圖片生成浮雕的有效方法。主要研究?jī)?nèi)容如下： ⑴介紹了浮雕造

2、型設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀，對(duì)圖片浮雕三維造型的原理進(jìn)行分析，建立起造型過(guò)程的整體流程。針對(duì)流程中涉及的關(guān)鍵技術(shù)，包括預(yù)處理、高度映射算法和曲面重建及顯示，指出存在的問(wèn)題并概述了對(duì)應(yīng)的解決方法。 ⑵研究了高度映射算法。通過(guò)分析高度映射算法應(yīng)該滿(mǎn)足的要求和從明暗恢復(fù)形狀（SFS）算法的特點(diǎn)，找到兩者的契合點(diǎn)，提出了基于SFS的圖片浮雕高度映射算法。給出算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，運(yùn)用變分法、有限差分法、局部積分法等求得空間高度數(shù)據(jù)點(diǎn)。通過(guò)仿真驗(yàn)證了算法

3、的有效性，并與現(xiàn)有映射方法進(jìn)行對(duì)比。研究了曲面造型和顯示方法。根據(jù)所得空間高度數(shù)據(jù)點(diǎn)的特點(diǎn)選擇用NURBS方法進(jìn)行浮雕曲面造型，并選用OpenGL實(shí)現(xiàn)三維顯示，給出了仿真結(jié)果。文章最后對(duì)上述過(guò)程及算法進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)。從整體集成的角度將本文提出的算法融合到平臺(tái)中，對(duì)浮雕造型軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以一個(gè)具體實(shí)例展示了軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)程。 ⑶實(shí)驗(yàn)表明，基于SFS的圖片浮雕高度映射算法能有效的將二維圖像的灰度信息轉(zhuǎn)換為浮雕的空間高度，空間數(shù)據(jù)點(diǎn)再經(jīng)