三角网格曲面纹理合成技术研究

三角网格曲面纹理合成技术研究———学习汇报汇报人：黄峻论文汇报概述摘要流程图算法概述实验数据及结果优势与缺点摘要用已知矢量和插值算法计算曲面上每个三角块上的纹理方向矢量，并根据这些纹理方向来合成纹理在样本纹理空间按扫描线顺序搜索样本纹理空间，找出最匹配的纹理坐标用队列作为存取结构，并且结果保存在队列中，达到了实时绘制效果流程图图1论文流程图算法概述Step1：根据指定三角块的纹理方向矢量，利用插值算法计算出曲面上每个三角块的纹理方向矢量。用n个矢量的平均矢量等于这n个矢量的和，最后把它单位化，来计算除用户指定外曲面三角网格的矢量方向，最终生成一个平滑的矢量场。图2用户输入的矢量及插值生成的矢量场算法概述插值算法：在已知离散数据的基础上补插连续函数，使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点。我们暂时可以实现的是线性插值算法，即已知向量q0(x0,y0,z0),qt(xt,yt,zt)，在此范围内线性插入n个三角形面片的纹理方向矢量q1~qn。即为所求。其中k∈(1，n)算法概述另一方面，在球面线性插值法中提到，利用旋转矩阵可以很方便的求出所需三角面片的方向矢量。q=q0*Trot其中，Trot即饶任意轴旋转的矩阵变换矩阵我们得知，利用四元数算法也可以求得目标方向矢量。一个四元数描述了一个旋转轴和一个旋转角度。当用一个四元数乘以一个向量时，实际上就是让该向量围绕着这个四元数所描述的旋转轴，转动这个四元数所描述的角度而得到的向量。由于对以上两种算法理解有限，尚没有能力实现。算法概述Step2：在模型中随机地选取一个种子三角块。（包括该三角块的顶点信息和纹理矢量方向信息）根据纹理矢量方向信息随机给种子三角块赋纹理坐标。把此三角形放入队列中。算法概述Step3：从队列头部获取一个已合成纹理图样的三角块。根据此三角块的纹理坐标，从样本纹理中利用扫描线算法分别搜索和此三角块匹配的相邻未合成的三角块的纹理坐标。把它们放入队列中。算法概述扫描线算法

按扫描线顺序，计算扫描线与多边形的相交区间，再用要求的颜色显示这些区间的象素，即完成填充工作。

对于一条扫描线填充过程可以分为四个步骤：

(1)

求交：计算扫描线与多边形各边的交点

(2)

排序：把所有交点按

x

坐标递增顺序来排序

(3)

配对：确定扫描线与多边形的相交区间，第一个与第二个，第三个与第四个等等，每对交点代表扫描线与多边形的一个相交区间

(4)

填充：显示相交区间的象素算法概述Step4：融合边界区域。回到Step3，直到遍历完整个曲面的每个三角块。算法概述Step5：当需要绘制纹理时，曲面上三角块信息(包括顶点坐标和纹理坐标)都存放在一个队列中了，只要遍历整个队列提取出每个三角形的信息进行绘制。算法概述队列：typedefstructTexturePoint{floatx,y,z；//顶点的坐标floatu,v;//纹理的坐标floatpsx,psy,psz;//点的方向矢量}TexturePoint;//每个三角形由三个点(TexturePoint)构成typedefstructqueue{TexturePointpoint1;TexturePointpoint2;TexturePointpoint3;structqueue*next;}queue//存放在队列中的三角形结点。实验数据及结果图3算法合成结果图表1合成纹理实验数据表2与和文献[12]算法时间对比优势与缺点优势：不需要进行样本纹理的预处理。用队列存储了纹理坐标，显示是实时的。