纹理映射论文
【纹理识别】图像主结构的提取方法
【纹理识别】图像主结构的提取方法介绍本节主要由学习论文Structure Extraction from Texture via Relative T otal Variation一文中的内容而来。
我们知道，很多自然场景和人工艺术品都包含纹理(如，墙上，火车和地铁表面上的涂鸦和图案。
像地毯，毛衣，和其他一些精美的工艺品包含格式各样的几何图案)。
在人类历史中，马赛克被视为一种艺术形式，它可以表示人和动物这类复杂的场景，并可以用石头，玻璃，陶瓷和其他一些材料模仿油画。
当用Bing或Google收索这些图像的时候，你可以很快的找到成千上万类似图片。
下图所示展示了一些代表不同形式场景的实例。
他们有一个共同的特征：图像中有意义的结构和纹理单元融合在一起。
所以我们通常称这类图片为“结构+纹理”图片。
一个很有意思的现象：在不去除纹理的前提下，人类的视觉感知系统完全有能力理解这些图像。
从心里学角度分析，图像的整体结构特才是人类视觉感知的主要数据，而不是那些个体细节(纹理)。
因此从图像中提取那些有意义的结构数据是一项具有意义的工作，同时对于计算机来说也是非常有挑战性的。
理论描述在这篇论文一文中，提出了一种基于总变差形式新模型，该模型可以有效的分解图像中的结构信息和纹理，并且无需特别指定纹理是否规则或者对称。
换言之，该方法具有一般性和随意性，它适用于非统一的或各向异性的纹理。
下面介绍一下该方法。
上式为总变差模型, I代表输入图像，p代表2D图像像素的索引，S代表输出结构图像。
其中可以写成如下各向异性的形式：改进的模型如下其中：q为以p点为中心的一个正方形区域内所有的像素点的索引，g为高斯核函数:我们看一幅包含纹理的图像。
如下图所示：其中图(a)所示是一幅包含纹理的图像。
(b)则反映了纹理和结构像素点都会产生比较大的D(D值大反应在图像中也就是对应像素点的亮度高)；(c)可以看出结构部分中的L(L值大反应在图像中也就是对应像素点的亮度高)值大于纹理部分的L值，造成这种现象的一种直觉上的解释为：在包含在一个局部的小窗口中主要结构往往产生比包含在另一个窗口的复杂纹理具有更多相似方向的梯度。
计算机形学的纹理映射
计算机形学的纹理映射计算机图形学中的纹理映射是一种常见且广泛应用的技术，用于增强三维模型的真实感和细节。
本文将探讨纹理映射的概念、原理和应用，并分析其在计算机图形学领域中的重要性。
一、概述纹理映射是一种将二维图像贴附到三维模型表面的过程。
它通过在三维模型的表面上粘贴纹理图像来模拟真实世界中的材质和细节。
纹理映射可以使平凡的三维模型变得生动，并为渲染引擎提供更真实的光照效果。
二、纹理映射的原理纹理映射的原理可简单描述为以下三个步骤：1. 纹理坐标的计算：为了将二维纹理贴附到三维模型表面上，首先需要计算每个顶点的纹理坐标。
纹理坐标是一个二维向量，指示了纹理图像中的像素位置。
2. 纹理插值：一旦获得了每个顶点的纹理坐标，渲染引擎会根据每个像素的位置在顶点之间进行插值计算，以确定其在纹理图像中的位置。
这样可以确保纹理图像均匀地覆盖整个三维表面。
3. 纹理采样：根据插值计算的纹理坐标，渲染引擎从纹理图像中采样像素值。
采样过程将决定每个像素的颜色和纹理特征。
三、纹理映射的应用纹理映射在计算机图形学中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：1. 视觉效果：纹理映射可用于创建逼真的视觉效果，如岩石、树木的表面纹理。
通过将真实世界的图像应用到模型上，可以使其看起来更加真实。
2. 游戏开发：游戏中的角色、场景和物体通常都需要进行纹理映射。
纹理映射可以为游戏提供更好的视觉效果，并增加游戏的沉浸感。
3. 虚拟现实：纹理映射是虚拟现实技术中不可或缺的一部分。
通过在虚拟环境中应用纹理，可以增强用户感知，使其更好地融入虚拟世界。
4. 增强现实：纹理映射在增强现实应用中也扮演着重要角色。
通过在现实世界中投射纹理，可以实现虚拟物体与真实世界的交互。
结论纹理映射是计算机图形学中的重要技术之一，通过将二维纹理应用于三维模型的表面，可以增强模型的真实感和细节。
它在视觉效果、游戏开发、虚拟现实和增强现实等领域都有广泛应用。
纹理映射的原理和应用需要综合考虑，以确保最佳的效果和性能。
计算机图形学课后习题答案
计算机图形学课后习题答案计算机图形学课后习题答案计算机图形学是一门研究计算机生成和处理图像的学科，它在现代科技和娱乐领域扮演着重要的角色。
在学习这门课程时，我们通常会遇到一些习题，用以巩固所学知识。
本文将提供一些计算机图形学课后习题的答案，希望能对大家的学习有所帮助。
1. 什么是光栅化？如何实现光栅化？光栅化是将连续的几何图形转换为离散的像素表示的过程。
它是计算机图形学中最基本的操作之一。
实现光栅化的方法有多种，其中最常见的是扫描线算法。
该算法通过扫描图形的每一条扫描线，确定每个像素的颜色值，从而实现光栅化。
2. 什么是反走样？为什么需要反走样？反走样是一种减少图像锯齿状边缘的技术。
在计算机图形学中，由于像素是离散的，当几何图形的边缘与像素格子不完全对齐时，会产生锯齿状边缘。
反走样技术通过在边缘周围使用不同颜色的像素来模拟平滑边缘，从而减少锯齿状边缘的出现。
3. 什么是光照模型？请简要介绍一下常见的光照模型。
光照模型是用来模拟光照对物体表面的影响的数学模型。
常见的光照模型有以下几种：- 环境光照模型：模拟环境中的整体光照效果，通常用来表示物体表面的基本颜色。
- 漫反射光照模型：模拟光线在物体表面上的扩散效果，根据物体表面法线和光线方向计算光照强度。
- 镜面反射光照模型：模拟光线在物体表面上的镜面反射效果，根据光线方向、物体表面法线和观察者方向计算光照强度。
- 高光反射光照模型：模拟光线在物体表面上的高光反射效果，通常用来表示物体表面的亮点。
4. 什么是纹理映射？如何实现纹理映射？纹理映射是将二维图像（纹理）映射到三维物体表面的过程。
它可以为物体表面增加细节和真实感。
实现纹理映射的方法有多种，其中最常见的是将纹理坐标与物体表面的顶点坐标关联起来，然后通过插值等技术将纹理映射到物体表面的每个像素上。
5. 什么是投影变换？请简要介绍一下常见的投影变换方法。
投影变换是将三维物体投影到二维平面上的过程。
常见的投影变换方法有以下几种：- 正交投影：将物体投影到一个平行于观察平面的平面上，保持物体在不同深度上的大小不变。
三维纹理映射方法
三维纹理映射方法
三维纹理映射方法是一种在计算机图形学中常用的技术，它能够将二维图像或图案映射到三维物体表面，使其表现出更加逼真的视觉效果。
在实际应用中，三维纹理映射方法被广泛应用于游戏开发、虚拟现实、建筑模拟和工业设计等领域。
一种常见的三维纹理映射方法是UV映射。
UV映射是一种将二维图像映射到三维物体表面的方法。
通过在三维模型的表面为每个顶点指定UV坐标，可以将二维图案准确地贴在物体表面。
UV坐标是由U和V两个值组成的二维坐标系，类似于二维图像的横纵坐标。
UV映射使得每个顶点可以在纹理图像中找到对应的像素值，从而在渲染过程中将纹理正确地贴在物体上。
除了UV映射，还有其他一些更高级的三维纹理映射方法，例如法线贴图和位移贴图。
法线贴图是一种通过修改表面法线的方法来模拟细节的技术。
它通过在三维模型表面上存储法线贴图，使得渲染时能够在视觉上增加细节和凹凸感。
位移贴图是一种通过修改三维物体的顶点位置的方法来实现细节效果的技术。
位移贴图在三维模型表面上保存着每个顶点的位移信息，通过在渲染过程中对顶点进行位移，实现对纹理的变形效果。
总之，三维纹理映射方法是计算机图形学中重要的技术，它能够使得三维物体表面展现出更加逼真的纹理效果。
除了常见的UV映射外，还有其他高级的方法如法线贴图和位移贴图，能够增加细节和真实感。
随着技术的不断发展，三维纹理映射方法将继续在各个领域中得到广泛的应用和进一步的发展。
消除纹理接缝的2D-3D纹理映射
消除纹理接缝的2D-3D纹理映射
李笑岚;查红彬
【期刊名称】《北京大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2006(42)5
【摘要】通过小波分解技术将原始图像集合分为2类:边缘图和平滑图,然后根据人眼视觉机制,对此两类图像选择相应的拼接技术。
边缘图像采用图像缝合法进行拼接,提出了在部分纹理图表面搜索最优缝合路径的方法。
对平滑图像采用多尺度融合法拼接,其中的多尺度融合权函数能较好地体现三维模型的几何特征。
实验结果说明了本算法的有效性。
【总页数】7页(P674-680)
【关键词】小波块;人类视觉系统;多尺度融合;融合权值;图像缝合
【作者】李笑岚;查红彬
【作者单位】浙江工商大学计算机与信息工程学院计算机科学与技术系;北京大学信息科学技术学院智能科学视觉与听觉信息处理国家重点实验室系
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.41
【相关文献】
1.基于凹凸纹理映射技术的视差纹理映射技术改进 [J], 贺敏;谭珂;潘新华
2.一种无接缝纹理映射算法的并行实现 [J], 张帆;郭立;李金奎;谢锦生
3.一种无接缝纹理映射算法 [J], 陈晓琳;郭立;袁红星
4.消除二次曲面纹理映射的图像失真的方法 [J], 董文;苏鸿根
5.基于纹理渲染与纹理映射的实时球幕图像生成方法 [J], 柳喆俊
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opengl算法学习---纹理映射
opengl算法学习---纹理映射纹理映射纹理映射(Texture Mapping)，⼜称纹理贴图，是将纹理空间中的纹理像素映射到屏幕空间中的像素的过程。
简单来说，就是把⼀幅图像贴到三维物体的表⾯上来增强真实感，可以和光照计算、图像混合等技术结合起来形成许多⾮常漂亮的效果。
纹理纹理可看成是⼀个或多个变量的函数，因此根据纹理定义域的不同，纹理可分为⼀维纹理、⼆维纹理、三维纹理和⾼维纹理。
基于纹理的表现形式，纹理⼜可分为颜⾊纹理、⼏何纹理两⼤类。
颜⾊纹理指的是呈现在物体表⾯上的各种花纹、图案和⽂字等，即通过颜⾊⾊彩或明暗度的变化体现出来的细节。
如⼤理⽯墙⾯、墙上贴的字画器⽫上的图案等。
⼏何纹理(也可称为凹凸纹理)是指基于景物表⾯微观⼏何形状的表⾯纹理，如桔⼦、树⼲、岩⽯、⼭脉等表⾯呈现的凸凹不平的纹理细节。
⽣成颜⾊纹理的⼀般⽅法是在⼀个平⾯区域(即纹理空间)上预先定义纹理图案，然后建⽴物体表⾯的点与纹理空间的点之间的对应—即映射。
以纹理空间的对应点的值乘以亮度值，就可把纹理图案附到物体表⾯上⽤类似的⽅法给物体表⾯产⽣凹凸不平的外观或称凹凸纹理。
普通纹理映射常见的2D纹理映射实际上是从纹理平⾯到三维物体表⾯的⼀个映射。
凹凸纹理映射前述各种纹理映射技术只能在光滑表⾯上描述各种事先定义的花纹图案，但不能表现由于表⾯的微观⼏何形状凹凸不平⽽呈现出来的粗糙质感，如布纹，植物和⽔果的表⽪等1978年Blinn提出了⼀种⽆需修改表⾯⼏何模型，即能模拟表⾯凹凸不平效果的有效⽅法⼀⼏何(凹凸)纹理映射(bump mapping)技术⼀个好的扰动⽅法应使得扰动后的法向量与表⾯的⼏何变换⽆关，不论表⾯如何运动或观察者从哪⼀⽅向观察表⾯，扰动后的表⾯法向量保持不变。
Blinn表⾯法⽮扰动法在表⾯任⼀点处沿其法向附加⼀微⼩增量，从⽽⽣成⼀张新的表⾯，计算新⽣成表⾯的法⽮量以取代原表⾯上相应点的法⽮量。
透明效果与混合光学原理:透射，折射，反射颜⾊调和法设a为透明体的不透明度，0≤a≤1，则I=αI a+(1−α)I ba=1,完全不透明a=0,完全透明alpha融合技术BlendingRGBA(a)不透明度a表⽰穿透该表⾯光线的数量a=1，完全不透明;a=0,完全透明gl.blendFunc(src_ factor,dst factor)混合后颜⾊=源颜⾊src_factor+⽬标颜⾊dst_factor源颜⾊:当前对象⽬标颜⾊:帧缓存像素透明与Z-Buffer消隐当对象A是透明的，即B透过A是部分可见时先画B再画A，可以处理先画A再画B，深度缓冲会从B取⼀个像素，同时注意到⼰经绘制了⼀个更近的像素(A)，然后它的选择是不绘制BZ-Buffer消隐不能很好处理透明的物体，需要修正才⾏开启深度测试gl.enable(gl.DEPTH_TEST);绘制所有不透明物体(a=1.0)锁定深度缓冲区gl.depthMask(false);按从后向前次序绘制所有半透明物体释放深度缓冲区gl.depthMask(true);光线跟踪光线跟踪算法[WH1T80]是⽣成⾼度真实感图形的主要算法之⼀。
一种三维城市模型多纹理自动合并方法
一种三维城市模型多纹理自动合并方法摘要：本文提出了一种自动合并多纹理三维城市模型的方法。
通过利用三维城市模型中的地面切片和纹理信息，将城市模型进行多层分区处理。
基于分区信息，提出了一种纹理映射方法用于合并相邻分区的纹理信息。
通过对模型进行实验分析和性能测试，证明了该方法在纹理合并效果和运行速度上都比现有方法有所提升。
关键词：三维城市模型；多纹理；自动合并；多层分区；纹理映射1.引言随着计算机技术的不断进步，三维城市模型已经被广泛应用于城市规划、游戏开发、虚拟漫游等领域。
纹理是三维城市模型的一个重要组成部分。
目前，市面上的三维城市模型多数是基于单一纹理贴图，而对于真实的城市场景来说，单一纹理贴图往往不能满足需求。
在一个城市中，建筑、道路、广场等不同区域的纹理风格和细节都存在差异，需要采用多种纹理。
多纹理的使用会对模型的渲染速度产生很大的影响，严重影响用户的体验。
如何高效地合并多个纹理是一个重要的研究问题。
现有的多纹理合并方法大多是基于纹理相似性的，并严重依赖于人工干预。
Mueller 等[1] 提出了一种基于图像分割的纹理合并方法，对于相似区域的纹理进行合并。
对于一些细节纹理如窗户、门板等，这些方法却很难自动识别。
Gao等[2] 提出了一种基于局部统计信息的纹理合并方法，但是计算量很大，实用性不高。
有必要研究一种自动合并多纹理的新方法，用于提高纹理合并的效果和速度。
2.多层分区在本文提出的方法中，城市模型首先被分为不同的区域，在每个区域中确定初始的纹理。
分区的过程可以简化为如下几个步骤：（1）将整个建筑区域按照固定大小的地面切片进行分割。
（2）然后，根据每个区域中的信息，将区域继续进行分割，直到满足分割条件。
（3）对每个分区进行纹理的初始化，确定初始纹理。
下面，我们详细说明如何进行多层分区。
2.1 地面切片在城市模型中，地面是相对平整的，可以将其进行切片处理。
本文中，我们采用矩形地面切片进行区域分割。
纹理 圆柱形映射 公式说明
纹理圆柱形映射公式说明
纹理映射是一种将纹理（图像）映射到几何表面的技术，通常用于计算机图形学。
对于圆柱形映射，其公式说明如下：
1. 圆柱面参数方程：设圆柱面上的点为 P(x, y, z)，其中 x 和 y 是平面坐标，z 是高度。
参数 t 表示围绕圆柱轴线的角度，通常以弧度为单位。
圆柱面的
参数方程可以表示为：
x = r × cos(t)
y = r × sin(t)
z = z
其中 r 是圆柱半径。
2. 纹理坐标：将纹理映射到圆柱面上，需要为每个点指定一个纹理坐标。
假设 P 点的纹理坐标为 (s, t)，其中 s 和 t 分别表示纹理的行和列。
根据参数
方程，可以得到以下公式：
s = t × d
t = z / h
其中 d 是纹理的宽度，h 是圆柱的高度。
3. 映射过程：通过上述公式，可以将圆柱面上的点 P 映射到纹理上。
具体地，首先计算出 s 和 t 的值，然后使用这两个值作为索引在纹理数组中进行查找，得到相应的颜色值，并将其应用到底层几何图元上。
4. 注意事项：在实现圆柱形纹理映射时，需要注意以下几点。
首先，要确保纹理的宽度和高度与圆柱的半径和高度相匹配，否则可能会出现明显的拉伸或扭曲。
其次，要考虑到纹理坐标的重复性，确保纹理在圆柱表面无缝接合。
最后，在采样过程中，要考虑到采样区域的局限性，以避免出现明显的走样现象。
希望这个说明能帮到你。
如需更多信息，建议查阅计算机图形学相关书籍或咨询专业人士。
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对于纹理映射的学习报告
摘要：
本文主要对于2d纹理图的纹理映射方法展开描述。
其中颜色纹理、几何纹理为两大讨论方向，对于颜色纹理的构造，我们通过函数纹理或图像纹理；对于几何纹理，我们可以通过凹凸映射法或位移映射法来实现。
正文：
在计算机图形学中，纹理映射技术的意义是非常重大的，对于纹理映射的定义，我在不同书本上看到了不同的描述，大致表述的内容却是大同小异的，比较容易理解的一种定义是“纹理映射是为三维物体表面添加纹理的技术”，纹理映射的过程可以表述为“将纹理空间的二维坐标（u,v）映射为物体空间的三维坐标（x,y,z），再进一步映射为图像空间的二维坐标（x,y）的过程”。
通过纹理映射技术，我们可以改变物体表面的颜色、图案，增强立体感、真实感。
原本死气沉沉的图形通过纹理映射处理瞬间像是一个真实的物体展现在你眼前。
当然，其中过程处理的技术也是复杂多样的，大致来说，对于2d纹理图（纹理空间坐标是二维的）的纹理映射，主要有颜色纹理、几何纹理等。
颜色纹理是通过颜色色彩或明暗度的变化体现出来的物体表面细节，取决于物体表面的光学属性；而几何纹理则是由不规则的细小凹凸构成的，取决于物体表面的微观几何形态。
接下来我就对颜色纹理以及几何纹理做以展开。
首先，颜色纹理的出现是在1974年，由Catmull采用二维图像来定义物体表面材质的漫反射率而产生。
实现颜色纹理主要有两种方法，一种是直接用纹理的颜色替代物体表面的颜色，另一种是将纹理数据经过光照计算，物体表面的纹理会显示出光照效果。
颜色纹理并不
是简单的把图片覆盖住物体表面，这样会导致物体移动的时候，纹理图片没有移动而漂浮在原地，为了避免这种情况，我们还需要将颜色纹理绑定到物体表面，即建立物体空间坐标（x,y,z）与纹理空间坐标（u,v）之间的对应关系。
颜色纹理本身难以构造，于是我们又采用函数纹理（连续纹理）或图像纹理（离散纹理）来进行描述。
通过函数纹理映射技术，我们先要计算出物体空间坐标与纹理空间坐标之间的关系函数表达式，例：P（x,y,z）=Au+Bv+C,这样就可以在纹理坐标上的每一点找
到与物体表面唯一一个点的对应，在物体移动的时候，纹理图片每个点的位置也会随之移动。
相对于函数纹理映射形成的物体表面纹理图像的单调、规则而言，有时候我们需要将各种图像、照片格式的图片映射到物体表面，形成更加丰富多彩的图像，使物体表面看上去更加逼真，这就用到了前面提到的图像纹理映射。
我们可以建立物体表面每一采样点与已知图像纹理上各点的对应关系，取图像纹理上点的颜色值映射到物体表面对应点。
图片纹理映射可以通过将图像纹理绑定到物体顶点上的方式实现，也可以映射到三维物体的每个面上实现。
在我们做的第二次实验中，画出Eight.obj文件模型的时候，文件中每一个顶点都有对应的纹理，所以在画图的时候，就要在画每一个顶点的时候相应的画出它的纹理，采用的就是第一种方法将图像纹理绑定到物体顶点上的方式实现。
对于这两者的区别当然也是有的，前者一般用于物体表面上只映射一副图像，通过绑定到每个顶点，可以正确处理图像接缝，使包括整个物体的纹理图像闭合，过度非常平滑。
对于后者来说，一般用于物体表面的每一个面所需要映射的图片是不一样的，用于映射多幅图像。
这种方式映射出来的物体是每个面的分割线很明显的，边界之间是没有平滑过度。
下面两张图就是分别通过这两种方式画出来的效果：第一个物体各个面的衔接很好，感觉是一块布包裹着整个立方体，第二个物体则各个面不连接，各自一张独立的图片。
通过上面的描述，我们知道颜色纹理描述了光滑的物体表面上各点的颜色分布，而对于一些凹凸不平的表面却很难展示出真实的效果。
这就要用到几何纹理，对于几何纹理的实现，我们可以通过运用不同方法，一种是凹凸映射技术，另一种是位移映射技术。
首先凹凸映射技术的出现是在1978年，Blinn提出了在光照模型中适当扰动物体表面的单位法矢量N的方向产生表面凹凸效果的方法，又称为几何纹理映射技术。
正经的话来说，几何纹理映射技术就是用简单光照模型计算物体表面的光照时，对物体表面的法矢量的方向进行微小扰动，导致表面光强的突变，产生凹凸不平的真实感效果。
我们可以通过下面的图来理解几何纹理映射的过程：
对于凹凸不平的地面，如果我们仅仅使用前面介绍的颜色纹理映射技术，我们可以看到，映射出来的画面如下图右边的图像，虽然这幅图看上去已经有了地面应有的色彩，但是总感觉像一张墙纸直接贴上去的，因为它没有地面应该有的凹凸不平的真实感。
我们可以比较下图中左边的地面，看过去就完全可以感受到石板起伏的凹凸表面，非常逼真，这就是几何纹理相对于颜色纹理最大的优势。
虽然几何纹理映射已经能够产生实现物体表面凹凸不平的效果。
然而，它还有不尽如人意之处，那就是是通过该方法实现的纹理映射物体的轮廓线依然光滑，而且，通过法线扰动只是发生了微小的变化，对于自然界中有些物体的凹凸差别非常大，用如此微小的法线扰动就很难实现真实感很强的模拟。
针对这种情况，我们就可以使用位移映射技术了。
这种技术是通过扰动景物表面上各个采样点的位子来模拟表面的凹凸情况，而不是通过扰动表面的法向量。
它的扰动量依赖与给定的几何纹理值。
位移映射技术本质上是物体表面的造型过程，通过这个过程，可以重新构建物体表面，所以物体的轮廓线上也可以出现凹凸的情况，当然，在造型结束以后还有不可缺少的最后一步就是再对物体进行纹理贴图，从而模拟物体表面的几何纹理。
下面一张图我们可以对比凹凸映射技术与位移映射技术的不同效果：
参考文献：
计算机图形学——基于MFC三维图形开发（孔令德著）清华大学出版社
计算机图形学——基于3D图形开发技术（Jung Hyun Han 著刘鹏译）清华大学出版社
计算机图形学（Steve Cunningham 著石教英、潘志庚等译）机械工业出版社纹理映射技术的研究——硕士学位论文（李增忠著）西安电子科技大学。