[發明專利]一種掃描設備及法線貼圖生成方法

有效

• 申請號: 202110968132.3
• 申請日: 2021-08-23
• 公開（公告）號: CN113824879B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 任興;李偉
• 申請（專利權）人: 成都中魚互動科技有限公司
• 主分類號: H04N23/95
• 分類號: H04N23/95;H04N23/951;H04N5/262;H04N23/74;H04N9/73;H04N23/88;G06T5/00;G06T15/04
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李夢蝶

1.一種法線貼圖生成方法，所述方法基于一種掃描設備實現，所述掃描設備包括：燈箱底座(1)、燈箱頭部(2)、光源(3)和承物平臺(4)；所述燈箱底座(1)與燈箱頭部(2)固定連接；所述光源(3)放置于燈箱底座(1)內；所述燈箱底座(1)和燈箱頭部(2)的外層均為黑色遮光板，所述燈箱頭部(2)的內層為白色泡沫層；所述燈箱頭部(2)內的白色泡沫層用于反射光源(3)發射的光，并通過燈箱頭部(2)的出口將光反射至承物平臺(4)上；

其特征在于，包括以下步驟：

S1、將待掃描物放置在承物平臺(4)上，打開光源(3)，對待掃描物進行多個不同方位的拍攝，得到多張掃描物照片；

S2、對每張掃描物照片進行白平衡矯正，得到多張貼圖；

所述步驟S2包括以下分步驟：

S21、計算每張掃描物照片上每個像素的RGB通道之和，并根據每個像素的RGB通道之和，對每張掃描物照片上的所有像素進行降序排列；

S22、取排列像素的前p*w*h個像素，計算前p*w*h個像素的R通道的平均R值、G通道的平均G值和B通道的平均B值，其中，p為調節因子，w為掃描物照片分辨率的行，h為掃描物照片分辨率的列；

S23、根據R通道、G通道和B通道各自的像素平均值，對每張掃描物照片上的像素點做縮放變換，并對縮放變換后溢出的R值、G值和B值做截取處理，得到R值、G值和B值均在[0,255]范圍的多張貼圖；

S3、取每張貼圖的一個像素，得到多個采樣像素，并對每個采樣像素進行亮度歸一化處理，得到多個歸一化的亮度值；

S4、將每個方位與其相鄰的兩個方位進行匹配，得到多組方位角，并基于相鄰方位的極角，對每組方位角進行坐標轉換，構建燈光子空間轉化矩陣；

S5、根據每組方位角中的3個方位對應的3個歸一化的亮度值，并基于3個歸一化的亮度值得到燈光子空間的法線，采用燈光子空間轉化矩陣對燈光子空間的法線進行坐標轉換，得到世界空間的8條法線；

S6、取世界空間的8條法線的均值，得到像素的法線向量；

S7、對每張貼圖上的所有像素執行步驟S3至步驟S6，找到所有貼圖上所有像素的法線向量，將法線向量存入對應的貼圖中，得到法線貼圖。

2.根據權利要求1所述的法線貼圖生成方法，其特征在于，所述步驟S23中縮放變換的公式為：

R₂＝R₁*M/A_vgR

G₂＝G₁*M/A_vgG

B₂＝B₁*M/A_vgB

其中，R₂為縮放變換后的R值，G₂為縮放變換后的G值，B₂為縮放變換后的B值，R₁為縮放變換前的R值，G₁為縮放變換前的G值，B₁為縮放變換前的B值，M為每張掃描物照片上所有像素的三個通道中的最大值，A_vgR為前p*w*h個像素的R通道的平均R值，A_vgG為前p*w*h個像素的G通道的平均G值，A_vgB為前p*w*h個像素的B通道的平均B值。

3.根據權利要求1所述的法線貼圖生成方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下分步驟：

S31、取每張貼圖的一個像素，得到多個采樣像素；

S32、從多個采樣像素中選出R通道的最大值，G通道的最大值，B通道的最大值；

S33、根據三個最大值，計算最大亮度值；

S34、計算每個采樣像素對應的亮度值，并將該亮度值除以最大亮度值，得到多個歸一化的亮度值。