[發明專利]基于微外觀模型的織物真實感外觀渲染系統及方法

有效

• 申請號: 201810387862.2
• 申請日: 2018-04-26
• 公開（公告）號: CN108694739B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 高成英;李效良;李亞龍
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G06T15/20
• 分類號: G06T15/20
• 代理公司: 廣州凱東知識產權代理有限公司 44259
• 代理人: 羅丹

1.一種基于微外觀模型的織物真實感外觀渲染系統，其特征在于包括：

織物樣本體素模型生成模塊，通過微觀CT，核磁共振或超聲波掃描得到的織物樣本體素模型，或通過過程式方法生成織物樣本體素模型；

織物模型構建模塊，負責根據織物樣本，經過體素處理算法計算纖維方向信息以及去噪，然后結合實際采集的織物照片，利用外觀匹配算法估計出外觀模型的光學參數，最終重建出織物樣本的三維模型；

織物模型合成模塊，負責把織物樣本的三維模型合成為大的織物的三維模型，其中，織物模型合成模塊包括樣本一致合成子模塊和編織設計合成子模塊，樣本一致合成子模塊，采用基于圖像縫合的織物密度立體合成方法，合成出與樣本花樣一致的織物模型，編織設計子模塊采用基于樣例的合成方法，通過利用預先處理好的有限編織織物樣本數據庫，支持按照設計合成多種編織織物；

體紋理映射模塊，通過輸入織物的微觀體素模型和外觀模型，基于物理的渲染，可得到被掃描的織物樣本圖片，渲染出的織物樣本圖片和織物樣本體素模型有著對應關系，接著通過圖像縫合的方法，可把該織物樣本圖片合成為不同大小的織物圖片，因此，可通過上述的對應關系，反向合成不同大小的織物三維體素模型，合成階段得到的體素數據是一塊平整的織物，通過采用體紋理映射方法殼映射將合成后的織物體素三維數據映射到任意網格曲面上，以渲染出各種形式的織物；

渲染模塊，負責把整個大織物三維模型渲染出來。

2.一種基于微外觀模型的織物真實感外觀渲染方法，其特征在于包括以下步驟：

系統輸入，織物通過微觀CT、核磁共振或超聲波掃描得到織物樣本體素模型或過程式產生的織物樣本體素模型；

織物外觀模型的構建，通過結合織物樣本體素模型和織物照片自動構建織物外觀模型；

織物模型合成，采用基于圖像縫合的織物三維模型合成方法，合成出與織物樣本花樣一致的大織物模型；采用基于樣例的合成方法，通過利用預先處理好的有限編織織物樣本數據庫，按照設計合成多種編織花紋的大織物模型；

體紋理映射，輸入織物的微觀體素模型和外觀模型，通過基于物理的渲染，可得到被掃描的織物樣本圖片，渲染出的織物樣本圖片和織物樣本體素模型有著對應關系，接著通過圖像縫合的方法，可把該織物樣本圖片合成為不同大小的織物圖片，因此，可通過上述的對應關系，反向合成不同大小的織物三維體素模型，合成階段得到的體素數據是一塊平整的織物，通過采用體紋理映射方法將大織物體素三維模型映射到任意網格曲面上，以渲染出各種形式的織物；

織物渲染，采用各向異性輻射傳遞方程對織物的光學模型建模,采用蒙特卡羅路徑追蹤算法對之前處理得到的映射后的織物模型進行渲染，輸出高質量外觀的織物圖片。

3.根據權利要求2所述的基于微外觀模型的織物真實感外觀渲染方法，其特征在于織物模型的構建包括以下步驟：

輸入織物樣本體素模型，首先經過體素處理算法計算纖維方向信息以及去噪，然后結合實際采集的織物照片，利用外觀匹配算法估計出外觀模型的光學參數，最終可獲得用于織物真實感渲染的織物外觀模型。