一种动态纹理生成方法技术

本发明专利技术提供了一种动态纹理生成方法，该方法包括如下步骤：S1.定义生成纹理图像的大小x*y及图像数n；S2.随机生成若干个服从alpha稳定分布Sα(σ,β,μ)的平稳增量X；S3.从随机生成的平稳增量X中选取x*y个变量写入预先设置的2维矩阵中，利用随机中点置换法对该矩阵进行处理，得到大小为x*y的各向同性纹理图像；S4.重复步骤S2-S3，直到生成n帧各向同性纹理图像；S5.将步骤S4得到的n帧图像写入视频文件，生成各向同性动态纹理。在本发明专利技术中还可以将各向同性纹理图像输入结构滤波器，得到各向异性纹理图像，进而生成各向异性动态纹理。本发明专利技术所述方法能够生成更丰富的动态纹理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于虚拟现实领域，具体涉及一种动态纹理生成方法。
技术介绍
纹理是一类复杂的自然表面，其表达的关键在于对纹理的数学建模。目前，人工生成纹理主要为基于FBM模型产生的纹理，FBM模型假设纹理具有理想的自相似性，其增量服从高斯分布，并且具有各向同性的特点。但是，在对实际自然纹理分析过程中，发现很多类型的纹理并不具有FBM模型的统计特性，如岩石表面、带有气泡的海水背景等，仅有少数如热液纹理符合FBM模型。问题的根源在于FBM模型中假设：纹理的增量服从高斯分布，这使得其对纹理的描述局限在一定的范围内，不能对更广泛的纹理进行描述。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种动态纹理生成方法，能够生成丰富的动态纹理。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种动态纹理生成方法，该方法包括如下步骤：S1.定义生成纹理图像的大小x*y及图像数n；S2.随机生成若干个服从alpha稳定分布Sα(σ,β,μ)的平稳增量X，其中α为特征因子、σ为尺度参数、β为偏斜因子、μ为中心位置偏移参数；S3.从随机生成的平稳增量X中选取x*y个变量写入预先设置的2维矩阵中，利用随机中点置换法对该矩阵进行处理，得到大小为x*y的各向同性纹理图像；S4.重复步骤S2-S3，直到生成n帧各向同性纹理图像；S5.将步骤S4得到的n帧图像写入视频文件，生成各向同性动态纹r>理。其中，所述利用随机中点置换法对该矩阵进行处理，得到大小为x*y的各向同性纹理图像为：取矩阵中四个端点像素值的平均值再加上预先设置的随机位移量作为中心点像素值，对矩阵中的所有点按上述方式进行处理，即得到大小为x*y的各向同性纹理图像，其中预先设置的随机位移量服从alpha稳定分布。其中，在步骤S4之后包括对n帧图像做归一化处理，使其像素值为[0,255]。其中，在步骤S5之前包括对n帧图像做相关性处理。进一步，该方法还包括:S6.将步骤S4生成的每帧各向同性纹理图像输入结构滤波器，得到n帧各向异性纹理图像；S7.将步骤S6得到的n帧图像写入视频文件，生成各向异性动态纹理。其中，所述步骤S6包括：设结构滤波器的系统函数为：Hφ(ωx,ωy)＝(1+α-2αcos2(ωθ-θ0))-1，其中θ0为方向角参数，α为强度参数；利用2维FFT变换将步骤S4生成的n帧各向同性纹理图像依次变换到频域，并记为SI(ωx,ωy)；将每帧各向同性纹理图像输入到结构滤波器，得到各向异性纹理图像SA(ωx,ωy)，其中SA(ωx,ωy)＝SI(ωx,ωy)Hφ(ωx,ωy)；将SA(ωx,ωy)通过2维的IFFT变换，得到时域的各向异性纹理图像。其中，在步骤S6之后包括对n帧图像做归一化处理，使其像素值为[0,255]。其中，在步骤S7之前包括对n帧图像做相关性处理。本专利技术至少具有如下的有益效果：本专利技术提供的动态纹理生成方法，能够生成更为丰富和细腻的自然纹理，诸如岩石表面或带有气泡的海水背景等各向同性或各向异性的自然纹理，对于传统的基于FBM模型不能生成的纹理，本专利技术提供了一种新的方式进行复杂纹理的生成，满足了人们的需要。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例中动态纹理生成方法的流程图；图2是本专利技术实施例所述动态纹理生成方法生成的各向同性纹理示意图；图3是本专利技术实施例所述动态纹理生成方法生成的各向异性纹理示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提出了一种动态纹理生成方法，参见图1，包括以下步骤：步骤101：定义生成纹理图像的大小x*y及图像数n。在本步骤中，定义生成纹理图像的大小x*y及图像数n，例如定义生成的纹理图像大小为128*128，一共129帧。步骤102：随机生成若干个服从alpha稳定分布Sα(σ,β,μ)的平稳增量X。一般地，alpha稳定分布的概率密度函数除少数特例外，不存在闭式表达，一般用特征函数来描述其分布特性。随机变量X服从alpha稳定分布，则其特征函数形式为：EexpiθX=exp{-σα|θ|α(1-iβ(signθ)tanπα2)+iμθ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态纹理生成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1.定义生成纹理图像的大小x*y及图像数n；S2.随机生成若干个服从alpha稳定分布Sα(σ,β,μ)的平稳增量X，其中α为特征因子、σ为尺度参数、β为偏斜因子、μ为中心位置偏移参数；S3.从随机生成的平稳增量X中选取x*y个变量写入预先设置的2维矩阵中，利用随机中点置换法对该矩阵进行处理，得到大小为x*y的各向同性纹理图像；S4.重复步骤S2?S3，直到生成n帧各向同性纹理图像；S5.将步骤S4得到的n帧图像写入视频文件，生成各向同性动态纹理。

【技术特征摘要】
1.一种动态纹理生成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1.定义生成纹理图像的大小x*y及图像数n；
S2.随机生成若干个服从alpha稳定分布Sα(σ,β,μ)的平稳增量X，
其中α为特征因子、σ为尺度参数、β为偏斜因子、μ为中心位置偏移
参数；
S3.从随机生成的平稳增量X中选取x*y个变量写入预先设置的2
维矩阵中，利用随机中点置换法对该矩阵进行处理，得到大小为x*y
的各向同性纹理图像；
S4.重复步骤S2-S3，直到生成n帧各向同性纹理图像；
S5.将步骤S4得到的n帧图像写入视频文件，生成各向同性动态纹
理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用随机中点
置换法对该矩阵进行处理，得到大小为x*y的各向同性纹理图像为：
取矩阵中四个端点像素值的平均值再加上预先设置的随机位移量
作为中心点像素值，对矩阵中的所有点按上述方式进行处理，即得到
大小为x*y的各向同性纹理图像，其中预先设置的随机位移量服从
alpha稳定分布。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S4之后包
括对n帧图像做归一化处理，使其像素值为[0,255]。
4.根据权利要求3所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭涛，陈鹏，范立生，周雯，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：