[发明专利]一种双向纹理函数的压缩和合成方法

权利要求书

1、一种双向纹理函数的压缩和合成方法，其特征在于它包括以下步骤：

步骤1：根据数据视点不同分组，采用主元分析算法对原双向纹理函数数据进行压缩；

步骤2：从压缩后的双向纹理函数数据中使用误差计算方法随即提取数据块，每四个数据块构造成一个带颜色的方形纹理块，使用颜色的方形纹理块进行多维纹理合成；

步骤3：将压缩并合成后双向纹理函数数据绘制到三维模型表面上。

2、根据权利要求1所述的双向纹理函数的压缩和合成方法，其特征在于：所述的步骤1根据数据视点不同分组，采用主元分析算法对原双向纹理函数数据进行压缩的方法如下：

第一步，选取视线方向j，对其所有光源方向的数据构造矩阵T_j；

第二步，求矩阵T_j每一行均值并与其相减值得到校正矩阵

第三步，计算的特征值λ₁...λ_n和对应的特征向量E₁...E_n，n为光源方向个数；

第四步，从大到小选取c个特征值并选取它们所对应的特征向量，使用这c个特征向量做为原数据的压缩数据；

第五步，换另外一个视点方向直到所有视点方向的数据都完成压缩。

3、根据权利要求1所述的双向纹理函数的压缩和合成方法，其特征在于：所述步骤2的实现为：

第一步，随机选择四个正方形双向纹理函数数据块，计算两两间重叠区域的颜色误差值与阈值进行比较，如果误差大于阈值则重新选择，直到满足误差小于阈值为止；

第二步，将四个数据块旋转45°，给不同的块赋予不同的颜色，相同的赋予同一颜色；

第三步，将这四个数据块两两拼接在一起并计算一条剪切路径；

第四步，沿剪切路径端点剪切生成带颜色的方形纹理块；

第五步，使用这些带有颜色的方形纹理块进行多维纹理合成。

4、根据权利要求1所述的双向纹理函数的压缩和合成方法，其特征在于：所述步骤3的实现为：

第一步，构造一个虚拟半球，将所有采样光照和视点方向分布在这个半球上；

第二步，对这个半球上的采样点进行三角化分割；

第三步，三角化后，按照间隔1°计算所有这个半球上所有角度所在的投影三角形，一共为360*90组，并计算其到三角形三个顶点的权重值；

第四步，使用显卡单元进行实时绘制。

5、根据权利要求3所述的双向纹理函数的压缩和合成方法，其特征在于：所述第一步中的颜色误差和阈值的计算方法见下式，d为颜色误差计算方法，dmax为阈值计算方法：

d=1NΣv=1VαvΣm=1cβmΣk=1N(pk1-pk2)2]]>

dmax=1NΣv=1VαvΣm=1cβmΣk=1N(ϵpk1 )2]]>

公式中N为重叠区域的像素个数，c为主元分析压缩算法中选取的主元个数，βm为PCA算法在光照方向索引m指向的系数，V为视线方向的个数，αv为视线方向索引v指向的权重值，和为重叠区域中第k个像素在两块中的颜色值，ε为误差极限系数。