用戶指導(dǎo)下的多樣圖紋理合成算法研究及應(yīng)用.pdf

1、紋理可以描述很多自然現(xiàn)象，在圖形學(xué)真實(shí)感繪制中，紋理映射可以極大地增強(qiáng)繪制真實(shí)感。隨著影視、游戲特效真實(shí)感要求的日益提高，單幅樣圖紋理信息已不能滿足需求。多樣圖混合合成可以增加合成圖中豐富的細(xì)節(jié)信息，是一個(gè)亟待解決的課題，并有廣泛的應(yīng)用場景。
　　本文主要就多樣圖紋理合成問題做了深入的研究和探索，實(shí)現(xiàn)了多種樣圖信息在用戶指導(dǎo)下的可控合成。為了更好地將多種樣圖信息在同一張合成圖中展現(xiàn)，本文提出一種新型的樣圖組織結(jié)構(gòu)，稱為“樣圖樹”。

2、“樣圖樹”結(jié)構(gòu)將多幅樣圖按照尺度關(guān)系組織成樹形結(jié)構(gòu)作為紋理合成算法的輸入。以往的多樣圖融合算法一般都靠算法自動(dòng)合成，用戶可控性差。本文提出在“樣圖樹”的最高層采用用戶控制圖的方式，通過用戶提供的控制圖靈活指導(dǎo)多樣圖的合成。多種紋理信息按照用戶的指導(dǎo)進(jìn)行有規(guī)劃的合成，提高了多樣圖紋理合成的可控性和靈活性。
　　為了進(jìn)一步改善合成圖質(zhì)量，本文采用雙邊濾波技術(shù)改進(jìn)紋理分析階段。改進(jìn)之后的樣圖棧，稱為雙邊濾波棧。雙邊濾波技術(shù)在圖像平滑的同

3、時(shí)可以很好地保持圖像邊界，這一特性優(yōu)化了本文算法的合成結(jié)果。雙邊濾波棧改善了多種紋理混合的邊界處理問題，并且能夠使合成圖中的紋理元素更清晰。
　　本文對算法進(jìn)行了加速優(yōu)化。在基于像素合成算法中，為了計(jì)算最匹配像素點(diǎn)，根據(jù)MRF（馬爾可夫隨機(jī)場）模型，算法需要用到像素的鄰域信息。而對于RGB三通道圖像，55鄰域需要75維數(shù)據(jù)，為了降低算法復(fù)雜度，采用PCA主成分分析算法對鄰域數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，提高程序的計(jì)算效率。此外本文還采用GPU并行