古建筑大面積多樣化紋理生成研究.pdf

1、由于自然因素和人為因素的影響，我國古建筑已受到了嚴重的破壞。為了平衡旅游經(jīng)濟的發(fā)展和文化保護的要求，通過對古建筑的虛擬三維建模來模擬其真實場景已經(jīng)得到了廣泛應用。紋理作為虛擬建模中豐富三維場景多樣性、提高場景真實性的重要手段，對其的相關(guān)研究已非常深入。其中紋理合成技術(shù)已經(jīng)取得了較好的效果。但由于紋理合成相關(guān)算法的復雜性，合成大面積紋理時效率較低，因此在實際三維建模時仍然采用傳統(tǒng)的重復紋理貼圖技術(shù)，用一張紋理重復平鋪成大面積的紋理，但效果

2、較為單調(diào)，且無法展現(xiàn)古建筑中外墻、地面等普遍存在的諸如裂紋、表面石灰脫落之類的舊化特點。如何能快速生成古建筑大面積多樣化紋理，且充分展現(xiàn)其古老特色，是一個值得關(guān)注的問題。
　　本文針對古建筑大面積多樣化紋理的生成，將傳統(tǒng)的重復紋理貼圖技術(shù)與基于樣圖的紋理合成技術(shù)有效的結(jié)合在一起，完成了如下幾個方面的工作：
　　(1)對基于樣圖的紋理合成技術(shù)展開了初步調(diào)研；深入研究了過程紋理中常用的PerlinNoise噪聲函數(shù)，將其應用于基

3、于樣圖的紋理合成技術(shù)中，平滑了雙樣圖的合成結(jié)果；在此基礎(chǔ)上，對PerlinNoise添加擾動，模擬生成了紋理裂紋效果，貼合了古建筑陳舊的古老特色。
　　(2)在對帶約束的多樣圖紋理合成技術(shù)調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出了本文的基于隨機噪聲區(qū)域約束的多樣圖紋理合成方法，將在源紋理圖中隨機撤點擬合而成的閉合曲線作為噪聲區(qū)域，基于噪聲區(qū)域的約束，利用PerlinNoise應用于基于樣圖的紋理合成的方法對源紋理圖和噪聲紋理圖進行合成，豐富源紋理的多樣

4、性，展現(xiàn)古建筑中墻灰脫落、苔蘚印跡等陳舊特點。
　　(3)提出了快速生成大面積多樣化紋理的方法。對源紋理編碼，生成一組每個都有其唯一編碼規(guī)則的樣圖實例，利用基于隨機噪聲區(qū)域約束的多樣圖紋理合成方法，將樣圖實例和噪聲紋理進行合成，豐富其多樣性，通過這些樣圖實例利用傳統(tǒng)的無縫拼接技術(shù)可以生成任意大面積多樣化紋理。根據(jù)古建筑的構(gòu)成部分和紋理特色，建立特色紋理庫，并進一步建立原型系統(tǒng)，將上述研究結(jié)合在一起，可以快速生成三維古建筑場景中的大