[发明专利]基于等几何配点法的浅浮雕模型快速建模方法

权利要求书

1.基于等几何配点法的浅浮雕模型快速建模方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

步骤1、对输入图像进行二值化处理，将二值化处理后的图像中灰度值为255的区域记为浮雕区域；或者用户手绘黑白手绘图；

步骤2、对经步骤1处理后的图像进行参数化处理得到样条形式的参数化结果，样条的控制点构成的集合记为控制点集合；

步骤3、采用Greville坐标对步骤2得到的参数化结果进行配点，所有配点的集合记为配点集合；

步骤4、等几何配点法求解带有狄利克雷边界条件的泊松方程得到基曲面模型；

步骤5、若步骤1中采用二值化处理后的输入图像，则将控制点集合中属于浮雕区域内的控制点归入特征点集合；若步骤1中采用黑白手绘图，则将黑白手绘图中浮雕线条的各点沿浮雕线条两侧外法向平移距离L得到两条平移线条，若控制点集合中的控制点位于两条平移线条之间位置，则归入特征点集合，其中，L预先设定阈值，阈值不超过5PX；然后定义特征点约束值g(x,y)＝S(x,y)+h*n_z，特征点约束值即为特征点集合中的点(x,y)对应到浅浮雕模型上时的z轴坐标，S(x,y)为点(x,y)对应到基曲面模型上时的z坐标，h是浅浮雕模型中浮雕区域抬升的高度，n_z是特征点集合中的点对应到基曲面模型处点的单位法向量的z轴分量；

步骤6、采用等几何配点法求解加入了特征点约束值的带有狄利克雷边界条件的泊松方程，得到浅浮雕模型。

2.根据权利要求1所述的基于等几何配点法的浅浮雕模型快速建模方法，其特征在于：采用Greville坐标对步骤2得到的参数化结果进行配点的过程具体如下：

首先，记k为p*q次的平面样条，给出k的两组节点向量{ξ_1,k,...,ξ_n+p+1,k}和{η_1,k,...,η_m+q+1,k}，ξ_1,k,...,ξ_n+p+1,k分别为平面样条k上其中一组节点向量的各个节点值，η_1,k,...,η_m+q+1,k分别为平面样条k上另一组节点向量的各个节点值；

然后，建立Greville坐标公式具体如下：

其中i＝1,...,n，j＝1,...,m；为第k个平面样条上的一个方向上第i个配点坐标值，该方向配点总数为n；为另一个方向上第j个配点坐标值，该方向配点总数为m，T_i,j,k表示位于平面样条k的第i排和第j列处的配点；

最后，通过Greville坐标公式，用张量积的形式得到平面样条k的n*m个配点。

3.根据权利要求1或2所述的基于等几何配点法的浅浮雕模型快速建模方法，其特征在于：带有狄利克雷边界条件的泊松方程如下：

其中，S(x,y)为点(x,y)对应到基曲面模型上时的z坐标，Δ为拉普拉斯算子，Γ_D为输入图像的边界，f为自定义的内部方程，d为狄利克雷边界条件。

4.根据权利要求3所述的基于等几何配点法的浅浮雕模型快速建模方法，其特征在于：带有狄利克雷边界条件的泊松方程在等几何配点法的框架下，转化成一个线性系统如下：

其中K是总刚度矩阵，F由狄利克雷边界条件d与内部方程f整合而成，就是待求解的系数矩阵。