纹理映射方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种纹理映射方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：获取三维扫描数据，并生成三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图；计算每个扫描位置的纹理图中感兴趣区域每个像素点的梯度能量；为三角网格模型中的每一个三角网格选取一个扫描位置的纹理图，得到多种纹理映射方案；根据所述梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算每一种纹理映射方案的总能量，并选取总能量最小的纹理映射方案作为最佳纹理映射方案。上述纹理映射方法能够避免多张扫描位置的纹理图存在位移误差时，存在双影以及模糊等缺陷。并且能够在纹理丰富的区域，能够更好的体现出纹理的映射效果。

Texture mapping methods, devices, computer equipment and storage media

This application relates to a texture mapping method, device, computer equipment and storage medium. The method includes: acquiring three-dimensional scanning data, generating triangular mesh model and texture map of each scanning position; calculating gradient energy of each pixel in the region of interest in the texture map of each scanning position; selecting a texture map of each scanning position for each triangular mesh in the triangular mesh model, and obtaining a variety of texture mapping schemes; and according to the gradient energy, The triangular mesh model and the texture map of each scanning position are used to calculate the total energy of each texture mapping scheme, and the texture mapping scheme with the minimum total energy is selected as the optimal texture mapping scheme. The above texture mapping method can avoid the defects of double shadows and blurring when there are displacement errors in texture maps of multiple scanning positions. And it can better reflect the mapping effect of texture in texture-rich areas.

【技术实现步骤摘要】
纹理映射方法、装置、计算机设备和存储介质
本申请涉及三维扫描模型
，特别是涉及一种纹理映射方法、装置、计算机设备和存储介质。
技术介绍
三维扫描是指集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于采集并分析物体或环境的几何构造和外观数据，并将采集到的数据进行三维重建，得到被扫描物体的三维数字模型。在使用扫描仪进行三维重建的同时，会获取每个扫描位置的RGB图像。根据扫描仪扫描得到的点云数据通过三维重建得到三维网络模型。模型上的一个三角网格，可能会同时出现在多个扫描位置所生成的RGB图像中。由于在点云数据获取时会存在拍摄位置、设备误差、三维重建误差等因素，一个三角网格在多张图片中的颜色并不相同，这种不一致性需要纹理映射来解决。目前的现有技术中，常用的纹理映射方案为将每一个三角网格在多张图片中的颜色进行加权平均，得到相应三角网格的颜色。这种方法存在一个严重的弊端：当多张图片存在位移误差时，贴图的结果会存在双影、模糊等缺陷。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够消除双影以及模糊的纹理映射方法、装置、计算机设备和存储介质。一种纹理映射方法，所述方法包括：获取三维扫描数据，并生成三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图；计算每个扫描位置的纹理图中感兴趣区域每个像素点的梯度能量；为三角网格模型中的每一个三角网格选取一个扫描位置的纹理图，得到多种纹理映射方案；根据所述梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算每一种纹理映射方案的总能量，并选取总能量最小的纹理映射方案作为最佳纹理映射方案。在其中一个实施例中，所述计算每个扫描位置的纹理图中感兴趣区域每个像素点的梯度能量包括：获取所述扫描位置的纹理图中的感兴趣区域纹理图；获取所述感兴趣区域纹理图中所有像素点的通道值；根据所述像素点的通道值计算相应像素点的梯度能量。在其中一个实施例中，所述通道值包括：第一通道值、第二通道值以及第三通道值；所述根据所述像素点的通道值计算相应像素点的梯度能量包括：根据像素点的第一通道值计算相应像素点的第一通道的梯度能量；根据像素点的第二通道值计算相应像素点的第二通道的梯度能量；根据像素点的第三通道值计算相应像素点的第三通道的梯度能量；对第一通道的梯度能量、第二通道的梯度能量以及第三通道的梯度能量求和，得到相应像素点的梯度能量。在其中一个实施例中，所述根据所述梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算每一种纹理映射方案的总能量包括：根据三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有三角网格的选图能量；根据三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有相邻三角网格的边界能量；根据梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有相邻三角网格的梯度能量；将所有三角网格的选图能量、所有相邻三角网格的边界能量以及所有相邻三角网格的梯度能量相加，得到相应纹理映射方案的总能量。在其中一个实施例中，所述根据三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有三角网格的选图能量包括：根据三角网格选取的扫描位置的纹理图的模糊程度，计算模糊约束能量；根据三角网格在三角网格模型和选取的扫描位置的纹理图中的法向，计算法向约束能量；将模糊约束能量与法向约束能量之和，作为相应三角网格的选图能量。在其中一个实施例中，所述根据三角网格在三角网格模型中以及选取扫描位置的纹理图中的法向，计算得到法向约束能量包括：获取三角网格在三角网格模型中的法向量作为第一法向量；获取三角网格在选取的扫描位置的纹理图中的法向量作为第二法向量；将第一法向量与第二法向量的夹角余弦值作为法向约束能量。在其中一个实施例中，所述根据三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有相邻三角网格的边界能量包括：判断相邻两三角网格是否选取同一扫描位置的纹理图；若不是，则在相邻两三角网格的公共边上进行等距离采样，得到多个采样点；将多个采样点分别映射至相应三角网格选取的扫描位置的纹理图中，并计算同一采样点在两个扫描位置的纹理图中的通道差值绝对值；将所有采样点的通道差值绝对值相加，得到相应相邻三角网格的边界能量。在其中一个实施例中，所述根据梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有相邻三角网格的梯度能量包括：判断相邻两三角网格是否选取同一扫描位置的纹理图；若不是，则将相邻两三角网格的公共边分别映射至相应三角网格选取的扫描位置的纹理图中，将公共边在两个扫描位置的纹理图中的所有像素点的梯度能量之和作为所有相邻三角网格的梯度能量。在其中一个实施例中，所述选取总能量最小的纹理映射方案作为最佳纹理映射方案包括：根据解最小能量算法，计算总能量最小的纹理映射方案作为最佳纹理映射方案。在其中一个实施例中，所述选取总能量最小的纹理映射方案作为最佳纹理映射方案之后包括：利用泊松方程消除最佳纹理映射方案中相邻两三角网格公共边上的颜色差异。一种纹理映射装置，所述装置包括：获取模块，用于获取三维扫描数据，并生成三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图；计算模块，用于计算每个扫描位置的纹理图中感兴趣区域每个像素点的梯度能量；纹理映射方案划分模块，用于为三角网格模型中的每一个三角网格选择一个扫描位置的纹理图，得到多种纹理映射方案；最佳纹理映射选取模块，用于根据所述梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算每一种纹理映射方案的总能量，并选取总能量最小的纹理映射方案作为最佳纹理映射方案。一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一种所述方法的步骤。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种所述的方法的步骤。上述纹理映射方法、装置、计算机设备和存储介质，首先获取三维扫描数据生成三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图。再计算每个扫描位置的纹理图中感兴趣区域每个像素点的梯度能量。按照三角网格模型中的每一个三角网格所选择的扫描位置的纹理图，得到多种纹理映射方案。最后根据所述梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算每一种纹理映射方案的总能量，并选取总能量最小的纹理映射方案作为最佳纹理映射方案。上述纹理映射方法能够避免多张扫描位置的纹理图存在位移误差时，存在双影以及模糊等缺陷。并且能够在纹理丰富的区域，能够更好的体现出纹理的映射效果。附图说明图1为一个实施例中纹理映射方法的流程示意图；图2为一个实施例中计算每个像素点的梯度能量的方法的流程示意图；图3为一个实施例中计算每一种纹理映射方案的总能量方法的流程示意图；图4为一个实施例中纹理映射装置的结构框图；图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。附图标记：获取模块100、计算模块200、纹理映射方案划分模块300、最佳纹理映射选取模块400。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。纹理映射技术是计算机图形学的重要组成部分，它能真实地反映图形的真实感。在现代生产中，纹理映射技术的使用范围越来越广，特别是在计算机制作、动画设计、三维游戏和广告设计领域上。纹理映射是通过将已经存在的纹理图像映射到物体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纹理映射方法，其特征在于，所述方法包括：获取三维扫描数据，并生成三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图；计算每个扫描位置的纹理图中感兴趣区域每个像素点的梯度能量；为三角网格模型中的每一个三角网格选取一个扫描位置的纹理图，得到多种纹理映射方案；根据所述梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算每一种纹理映射方案的总能量，并选取总能量最小的纹理映射方案作为最佳纹理映射方案。

【技术特征摘要】
1.一种纹理映射方法，其特征在于，所述方法包括：获取三维扫描数据，并生成三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图；计算每个扫描位置的纹理图中感兴趣区域每个像素点的梯度能量；为三角网格模型中的每一个三角网格选取一个扫描位置的纹理图，得到多种纹理映射方案；根据所述梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算每一种纹理映射方案的总能量，并选取总能量最小的纹理映射方案作为最佳纹理映射方案。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每个扫描位置的纹理图中感兴趣区域每个像素点的梯度能量包括：获取所述扫描位置的纹理图中的感兴趣区域纹理图；获取所述感兴趣区域纹理图中所有像素点的通道值；根据所述像素点的通道值计算相应像素点的梯度能量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通道值包括：第一通道值、第二通道值以及第三通道值；所述根据所述像素点的通道值计算相应像素点的梯度能量包括：根据像素点的第一通道值计算相应像素点的第一通道的梯度能量；根据像素点的第二通道值计算相应像素点的第二通道的梯度能量；根据像素点的第三通道值计算相应像素点的第三通道的梯度能量；对第一通道的梯度能量、第二通道的梯度能量以及第三通道的梯度能量求和，得到相应像素点的梯度能量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算每一种纹理映射方案的总能量包括：根据三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有三角网格的选图能量；根据三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有相邻三角网格的边界能量；根据梯度能量、三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有相邻三角网格的梯度能量；将所有三角网格的选图能量、所有相邻三角网格的边界能量以及所有相邻三角网格的梯度能量相加，得到相应纹理映射方案的总能量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据三角网格模型以及每个扫描位置的纹理图，计算所有三角网格的选图能量包括：根据三角网格选取的扫描位置的纹理图的模糊程度，计算模糊约束能量；根据三角网格在三角网格模型和选取的扫描位置的纹理图中的法向，计算法向约束能量；将模糊约束能量与法向约束能量之和，作为相应三角网格的选图能量。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据三角网格在三角网格模型中以及选取扫描位置的纹理图中的法向，计算得到法向约束能量包括：获取三角网格在三角网格模型中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵斌涛，张健，江腾飞，
申请(专利权)人：先临三维科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33