一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法，在三角网格表面生成规则的3D纹理特征，起到防滑、美观的作用。本发明专利技术以特征网格的边缘轮廓为基本图形，通过比例缩放、阵列后，与主网格选定区域的uv展开图求交，将相交结果映射回主网格，得到多个多边形区域，然后删除各区域内的三角面片，形成孔洞，再通过缩放、旋转、平移特征网格，使特征网格的边缘轮廓匹配对应的孔洞，缝合后构成一体化网格。当特征网格较小时，可以实现3D纹理的效果。相较于传统方法依赖位图、生成网格致密、只支持2.5维的不足，本发明专利技术的网格密度取决于特征网格，数据量大为减少，且支持准3维特征。且支持准3维特征。且支持准3维特征。

【技术实现步骤摘要】
一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法


[0001]本专利技术属于图形处理领域，具体涉及一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法。

技术介绍

[0002]为生成3D纹理特征，现有方法有两种，其中一种从2D纹理图像提取高度信息，再通过参数化映射到三维空间中，这种方法生成的网格细节丰富，一般需要加密网格，致使数据量庞大，或者需要花费额外的时间对网格进行简化；其次，这类方法只能生成2.5维特征，无法生成准3维特征结构。
[0003]另外一种3D纹理较为规则，主要是对基本特征的重复。理论上，这种特征只需要较少的三角面片即可表达，但实际还是需要一幅2D图像来表示，并且无法生成较为复杂的空间结构。
[0004]因此针对上述两种方法的不足，需要一种可以生成复杂空间结构的表面3D纹理的方法，并且处理速度快，生成的模型数据量小。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法，数据量少，支持准3维特征结构，处理速度快。
[0006]为了达到上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法，其特征在于，包括如下步骤：（a）采用半边结构建立主模型即主网格M的拓扑连接关系，计算所有三角形f的单位法向；（b）在主网格M表面选择的区域，根据区域中的顶点与三角形f创建子网格N，并构建映射关系R，将子网格N中的顶点一一映射到主网格M中的相应顶点上并记录，识别子网格N的边界并通过参数化方法将子网格N展开到uv平面，形成参数化网格；（c）将特征网格的底面边缘轮廓记为多边形Pi，然后按设定的模式与间隔阵列多边形Pi，使之完全覆盖子网格N的参数化网格区域，保留完全在参数化网格区域内的多边形，构成集合{S}；（d）集合{S}中的多边形Pi与参数化网格求交，将交点映射到主网格M上，在主网格上交点位置插入新的顶点，集合{S}中的多边形映射到主网格后得到一系列由半边包围的封闭区域，记作{Loop}，按这些区域边界插入新的边；（e）主网格M中多于3条边的面三角化，删除{Loop}中各封闭区域内部的三角形f，得到一系列孔；（f）根据孔的大小缩放特征网格，旋转、平移特征网格，特征网格边缘点调整到孔上对应点，对齐孔位，将主网格M与各个经过变换后的特征网格缝合为一体。2.根据权利要求1所述一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法，其特征在于：步骤（d）中，多边形Pi与参数化网格求交的具体方法如下：对集合{S}中的任一多边形Pi，从序号0开始，找到一个完全在三角形f内部的顶点P0，从P0开始，计算Pi与参数化网格的一系列交点，其中，记录交点坐标pt，交点所在半边h0，交点到半边起点的距离与半边长度之比t，插入交点后，交点所在半边一分为二，h0的起点不变，终点指向点pt，总长度缩短，剩下的部分构成新的半边h1， o1为h1的对侧半边。3.根据权利要求2所述一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法，其特征在于：步骤（d）中，多边形Pi的顶点也作为交点处理，当顶点完全在三角形f内部时，t=
‑
1，h0取三角形f指向的半边h；当顶点在三角形f边上时，判断顶点在网格边上。4.根据权利要求2所述一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法，其特征在于：步骤（d）中，集合{S}中的多边形Pi映射到主网格M的具体方法为：根据映射关系R，将交点信息从子网格N的参数化网格映射回主网格M，即将所在边的端点映射回去，然后按交点的比例值t计算出映射边上的交点坐标；对于三角形f内的点，先在子网格N参数化网格上计算质心坐标，然后用质心坐标计算对应点在主网格M中的坐标；与此同时，交点所在半边h0也改为指向主网格M中的对应半边。5.根据权利要求4所述一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法，其特征在于：步骤（d）中，得到一系列由半边包围的封闭区域的具体方法为：将t值不为
‑
1的交点按所在边进行归类，对任意一条边，如果有交点，记该边的两条半边分别为he0与he1，以he0为基准，当交点所在半边为he1时，相应的t用1.0
‑
t代替；将该边上的交点按t值从大到小排序，然后在半边he0上依次插入这些交点，同时更新交点信息中的h0与o1。6.根据权利要求1所述一种通过特征阵列生成表面3D纹理的方法，其特征在于：步骤（d）中，按这些区域边界插入新的边的具体方法为：将多边形集合{S}分为两类{S1}与{S2}，其中，{S2}中的多边形，与子网格N参数化网格的交点的t值均为
‑
1或判断为顶点在网格边
上，{S1}是{S}中除去{S2}的部分，对集合{S1}中的任一多边形的交点，找出t≠
‑
1的所有交点序号，对任意两个前后相邻的序号i、j，根据情况向...

【专利技术属性】
技术研发人员：区宇辉，何雪军，邢世海，裴文剑，
申请(专利权)人：浙江闪铸三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：