一种数字立体壁画的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种数字立体壁画的制作方法，按照以下步骤执行：步骤1、通过坐标轴对壁画原材料进行划分，每个位置分别对应相应的横坐标和纵坐标；将壁画原材料分割为多个单元，并分别采集壁画图像将其上传至资料库；步骤2、检查确认存在病害的单元壁画，对存在破损的单元壁画进行数字化修复；步骤3、在数据库内建立与相应的壁画载体的三维模型，获得单元壁画的三维坐标信息，将单元壁画的三维坐标信息与相应壁画载体的三维模型之间建立映射关系；步骤4、对单元壁画进行拼凑，存在间隙的部分进行图像处理使其自然连接，从而获得三维壁画图像集；步骤5、进行环幕立体高清数字壁画的制作。通过采用上述技术方案，无需占用实体空间，方便保存。

A method of making digital three-dimensional mural

【技术实现步骤摘要】
一种数字立体壁画的制作方法
本专利技术属于壁画
，尤其涉及一种数字立体壁画的制作方法。
技术介绍
壁画作为古人艺术的结晶，是人类最早记录事情，表达情感的手段之一，其在教堂、古墓、宫殿、寺庙等都有存在。但是因所处环境恶劣，经过岁月的磨砺，还有风蚀、雨淋、地震等因素的破坏，现存的壁画有不少存在残损。壁画作为人类漫长历史的见证人，有着不可或缺的地位，因此壁画保存的研究目前来说是一个比较重要的任务。壁画的保存通常以修复为主，然而，由于壁画长期埋于地下，受潮湿和盐的侵袭，导致白灰层失效，会出现多种病害，如酥碱、起甲、空鼓等不同程度的病害，且修复后，由于环境等因素的不可抗力，仍存在病害反复的情况，如何将这些珍贵资源好好保存留给后世是一个比较重要的课题。现有技术中，在利用计算机辅助壁画保护过程中，数字化技术仅用于壁画修复来降低修复的复杂程度，在壁画领域，数字化技术的更多用途正等待发掘。
技术实现思路
综上所述，为克服现有技术的不足，本专利技术提供一种数字立体壁画的制作方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种数字立体壁画的制作方法，按照以下步骤执行：步骤1、通过坐标轴对壁画原材料进行划分，每个位置分别对应相应的横坐标和纵坐标；将壁画原材料分割为多个单元，并分别采集壁画图像将其上传至资料库；步骤2、检查确认存在病害的单元壁画，对存在破损的单元壁画进行数字化修复；步骤3、在数据库内建立与相应的壁画载体的三维模型，获得单元壁画的三维坐标信息，将单元壁画的三维坐标信息与相应壁画载体的三维模型之间建立映射关系；步骤4、对单元壁画进行拼凑，存在间隙的部分进行图像处理使其自然连接，从而获得三维壁画图像集；步骤5、将三维模型装载入三维动画制作系统，进行环幕立体高清数字壁画的制作。通过采用上述技术方案，相较于现有技术中，采用平面壁画修复，无法针对摩崖壁画、石窟壁画以及一些非平面的建筑壁画实现完全1比1还原，无法完全体现其艺术美感，通过数字化技术在实现壁画修复的同时，建立三维数字壁画，在实现壁画1比1还原的同时，通过数字化，无需占用实体空间，且可复制，方便保存，且不会如实体壁画存在病害反复的情况，同时将三维模型制作为环幕立体高清数字壁画，使得大众可以通过虚拟设备身临其境的欣赏、学习对应的壁画。本专利技术进一步设置，所述步骤1包括如下步骤：步骤11、实地测量壁画整体的长度和高度，通过坐标轴对壁画进行划分，每个位置分别对应相应的横坐标和纵坐标；步骤12、根据图像的构成，将其分割成多个单元壁画；步骤13、通过壁画高清微距数字采集装置对单元壁画进行图像信息采集；步骤14、将采集的图像进行数字扫描获得数字图像；步骤15、将数字图像预处理然后上传至资料库，所述的预处理包括裁剪、旋转以及镜像。通过采用上述技术方案，可以对壁画进行有序的高清采集，把壁画分成有序的部分采集，可以使壁画的各部分都非常清晰，同时通过壁画高清微距数字采集装置对单元壁画进行图像信息采集可减少像差，方便后期还原壁画原貌。本专利技术进一步设置，所述步骤2包括如下步骤：步骤21、检查单元壁画，将存在病害的单元壁画资料归入待修复区；步骤22、根据病害的类型将存在病害的单元壁画资料分类为变色褪色组、龟裂起甲组、酥碱粉化组和空鼓脱落组；步骤23、根据分组不同，进行对应的数字化修复；步骤24、将修复完的单元壁画资料转移至完成区。通过采用上述技术方案，针对不同的病害的类型，对单元壁画资料进行分类，然后选择对应的修复方法，效果更好，同时效率会更高。本专利技术进一步设置，所述步骤23包括如下步骤：步骤231、进入变色褪色组，通过图像处理软件photoshop分层出彩色复原独立层，根据同时期的对照资料进行壁画的数字化涂色修复或色彩还原；步骤232、进入龟裂起甲组，通过图像处理软件photoshop针对龟裂起甲处进行图层剪切与备份，然后进行数字化填补修复；步骤233、进入酥碱粉化组，通过图像处理软件photoshop针对酥碱粉化处进行图层剪切与备份，然后打印输出于纸上，通过手绘复原壁画，再扫描上传，然后进行调整后与其他图层重新合并；步骤234、进入空鼓脱落组，确认图像存在变形或缺失，存在缺失，通过图像补全算法修补缺失部分的图像。通过采用上述技术方案，针对常见的病害类别，通过不同的数字化手段对其进行修复，只需按照流程进行工作，一定程度降低了修复的技术难度，以及在提高修复质量的同时极大的提高了工作效率。本专利技术进一步设置，所述步骤234包括如下步骤：步骤2341、如果图像本身的冗余性满足修补的要求，则用图像已知部分的信息来补全未知部分；步骤2342、如果图像本身的冗余性不满足修补的要求，则利用卷积神经网络学习图像中的高阶特性，利用所述高阶特性来指导图像缺失部分的生成。通过采用上述技术方案，利用人工智能领域的深度学习技术识别出照片中的人物、动物、建筑物等特征，结合系统要求、用户选择、照片信息(基于图片识别模块的输出结果)等，从模板数据库中适配最相似的模板，根据得出的模板提取、处理和裁剪出一到多个符合要求的照片，从而提高了图片质量及专业性。本专利技术进一步设置，所述步骤3包括如下步骤：步骤31、在现场对整体壁画载体的高度、宽度和深度进行实地测量，通过计算机对壁画载体进行3D格式的数字化模型的制作；步骤32、建立坐标系，确定坐标系的原点和刻度区间值，在坐标系上标注预置的多个的数据点；步骤33、计算所述数据点之间的过渡连接点的坐标值，依次连接各过渡连接点，得到数据点之间的曲线连接线；步骤34、利用三维渲染引擎将曲线连接线渲染为位图；步骤35、拍摄深度图以获取单元壁画的三维坐标信息，将单元壁画的三维坐标信息与相应壁画载体的三维模型之间相映射，使壁画素材与三维模型相贴合。通过采用上述技术方案，利用三维渲染引擎将曲线连接线渲染为位图，具有较高的图形处理性能，该引擎提供在OpenGL之上的面向对象的框架，避免过于底层的开发工作，同时具有丰富的插件和接口，使系统的应用和开发具有很高的灵活性。本专利技术进一步设置，所述步骤4包括如下步骤：步骤41、通过全景拼接技术，使各单元壁画相互拼接融合；步骤42、通过人工智能检测，检查并定位存在图像画面不连续、图像拼接错位等问题的拼接处并将其归入矫正选区；步骤43、对矫正选区内的图像进行自动优化。通过采用上述技术方案，通过人工智能检测查漏补缺，提高了图像修复的质量及专业性，同时对于单元壁画相互拼接处采用系统优化，使壁画具有较好的图像连续性。本专利技术进一步设置，所述步骤5包括如下步骤：步骤51、提供360°环形银幕的半径（R）、高度（H）、银幕纵向分辨率、银幕横向分辨率；步骤52、通过第一方程式Sy计算纵向分银幕数量Sy；通过第二方程式Sx计算横向分银幕数量Sx；通过第三方程式G计算分银幕图像栅条数量G；通过第四方程式G∑=Sy×Sx×G计算图像栅条总数；经验值夹角的取值范围为5°-20°，比例因子α的取值范围为1<α<1.2；步骤53、将三维模型装载入三维动画制作系统；步骤54本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字立体壁画的制作方法，其特征在于，按照以下步骤执行：步骤1、通过坐标轴对壁画原材料进行划分，每个位置分别对应相应的横坐标和纵坐标；将壁画原材料分割为多个单元，并分别采集壁画图像将其上传至资料库；步骤2、检查确认存在病害的单元壁画，对存在破损的单元壁画进行数字化修复；步骤3、在数据库内建立与相应的壁画载体的三维模型，获得单元壁画的三维坐标信息，将单元壁画的三维坐标信息与相应壁画载体的三维模型之间建立映射关系；步骤4、对单元壁画进行拼凑，存在间隙的部分进行图像处理使其自然连接，从而获得三维壁画图像集；步骤5、将三维模型装载入三维动画制作系统，进行环幕立体高清数字壁画的制作。/n

【技术特征摘要】
1.一种数字立体壁画的制作方法，其特征在于，按照以下步骤执行：步骤1、通过坐标轴对壁画原材料进行划分，每个位置分别对应相应的横坐标和纵坐标；将壁画原材料分割为多个单元，并分别采集壁画图像将其上传至资料库；步骤2、检查确认存在病害的单元壁画，对存在破损的单元壁画进行数字化修复；步骤3、在数据库内建立与相应的壁画载体的三维模型，获得单元壁画的三维坐标信息，将单元壁画的三维坐标信息与相应壁画载体的三维模型之间建立映射关系；步骤4、对单元壁画进行拼凑，存在间隙的部分进行图像处理使其自然连接，从而获得三维壁画图像集；步骤5、将三维模型装载入三维动画制作系统，进行环幕立体高清数字壁画的制作。


2.根据权利要求1所述的一种数字立体壁画的制作方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：步骤11、实地测量壁画整体的长度和高度，通过坐标轴对壁画进行划分，每个位置分别对应相应的横坐标和纵坐标；步骤12、根据图像的构成，将其分割成多个单元壁画；步骤13、通过壁画高清微距数字采集装置对单元壁画进行图像信息采集；步骤14、将采集的图像进行数字扫描获得数字图像；步骤15、将数字图像预处理然后上传至资料库，所述的预处理包括裁剪、旋转以及镜像。


3.根据权利要求2所述的一种数字立体壁画的制作方法，其特征在于，所述步骤2包括如下步骤：步骤21、检查单元壁画，将存在病害的单元壁画资料归入待修复区；步骤22、根据病害的类型将存在病害的单元壁画资料分类为变色褪色组、龟裂起甲组、酥碱粉化组和空鼓脱落组；步骤23、根据分组不同，进行对应的数字化修复；步骤24、将修复完的单元壁画资料转移至完成区。


4.根据权利要求3所述的一种数字立体壁画的制作方法，其特征在于，所述步骤23包括如下步骤：步骤231、进入变色褪色组，通过图像处理软件photoshop分层出彩色复原独立层，根据同时期的对照资料进行壁画的数字化涂色修复或色彩还原；步骤232、进入龟裂起甲组，通过图像处理软件photoshop针对龟裂起甲处进行图层剪切与备份，然后进行数字化填补修复；步骤233、进入酥碱粉化组，通过图像处理软件photoshop针对酥碱粉化处进行图层剪切与备份，然后打印输出于纸上，通过手绘复原壁画，再扫描上传，然后进行调整后与其他图层重新合并；步骤234、进入空鼓脱落组，确认图像存在变形或缺失，存在缺失，通过图像补全算法修补缺失部分的图像。


5.根据权利要求4所述的一种数字立体壁画的制作方法，其特征在于，所述步骤234包括如下步骤：步骤2341、如果图像本身的冗余性满足修补的要求，...

【专利技术属性】
技术研发人员：遆素丽，喻厅，
申请(专利权)人：温州商学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33