[发明专利]梯度体纹理合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及纹理合成技术领域，特别涉及一种梯度体纹理合成方法。

背景技术

在体纹理合成领域，一个体纹理通常用三维图像来表示，其基本单位是像素。这种表示的优点是简单，是二维图像的简单推广。但是，这种方法的缺点是数据量大，例如1024³的体纹理相当于1024张1024²的图片，其合成和处理非常困难。

近年来，体纹理获得了广泛的应用。相对于面纹理来说，体纹理能够表示物体的内部，对于一些需要将物体模型切开的应用(例如游戏)，体纹理往往是必不可少的。但是，正如前面所说，体纹理的合成与存储开销非常大，以至于大家往往只使用128³的纹理块，将其重复堆砌得到复杂的效果。这种方法的缺点是纹理的数据量大、重复度非常高，在很多例子中能观察到重复的模板，使得视觉效果大打折扣，因而合成困难，存储开销大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何减小体纹理的数据量，从而减小存储开销，使合成更容易。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种梯度体纹理合成方法，包括以下步骤：

S1：建立三维空间均匀网格结构，根据事先输入的2D纹理图为所述网格的顶点设置颜色和颜色梯度；

S2：在所述网格的每个格子中选择至少一个采样点，在每个采样点处选择至少两个采样平面，采样平面上任一点的颜色由所述采样点所在格子的顶点的颜色和颜色梯度通过三次插值得出；

S3：在所述2D纹理图中找到与所述采样平面最相近的纹理块，并将所述纹理块的像素点拷贝到相应的格子中，两个纹理块对应位置的像素点的颜色相减，之后计算L1或者L2范数，范数值越小两个纹理块越接近；

S4：根据所述网格的各个格子中的像素点更新网格顶点的颜色和颜色梯度；

S5：重复S2～S4的过程若干次，以合成梯度体纹理。

其中，所述步骤S1中，从所述输入的2D纹理图中随机选择一个颜色作为该网格的顶点的颜色。

其中，所述步骤S1中颜色梯度设置为较小的随机数。

其中，在选择所述采样平面前还包括输入向量场的步骤，所述采样平面的方向与所述向量场的方向一致。

其中，所述步骤S4中更新的方式为：对每个格子中的像素点按照其位置在格子的顶点处进行线性拟合，得到该顶点处的颜色值和颜色梯度。

其中，在线性拟合前对格子中的像素点进行聚类，拟合时选择包含像素点最多的一类中的像素点进行拟合。

其中，步骤S5之后还包括存储所述体纹理的步骤，存储时对所述网格顶点处的颜色值和颜色梯度值进行量化，且只存储所述梯度体纹理的顶点的颜色和颜色梯度。

其中，所述网格的每个格子对应d³的像素点，d为大于1的整数。

其中，所述d等于4。

其中，该方法进一步包括利用所述梯度体纹理进行渲染的步骤：

A1：将待渲染三维模型中的点对应到所述梯度体纹理的格子中；

A2：根据所述格子的顶点处的颜色值和颜色梯度，通过三次插值得到三维模型中每个点的颜色。

(三)有益效果

本发明的方法通过建立三维均匀网格，在网格的每个格子中选择格子总像素点数的采样点来计算格子顶点的颜色及颜色梯度以合成体纹理，由于采样点个数远小于格子中对应的像素点个数且只存储顶点的颜色及颜色梯度，因此能够快速地合成梯度体纹理，且减小了体纹理的数据量和存储开销。

附图说明

图1是本发明实施例的一种梯度体纹理合成方法流程图；

图2是采用图1中方法合成的梯度体纹理的结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明的梯度体纹理合成方法包括：

步骤S101，建立三维空间均匀网格结构，根据事先输入的2D纹理图为网格的顶点设置颜色和颜色梯度，并对格子内的点着色。均匀网格的每个格子对应d³的像素点，d为大于1的整数，优选d＝4。建立网格结构以后，需要给网格的顶点一个初始值。本实施例中，对于每个网格顶点，从输入的2D纹理图中随机选择一个颜色作为该网格的顶点的颜色，由于梯度过大可能会出来一些奇怪的颜色，因此该网格的顶点的颜色梯度则设置为0～1之间的一个随机数。