面向图片浮雕的SFS高度映射算法研究
近年来随着人们生活水平的提高，浮雕装饰品广受青睐，要求浮雕工业生产向自动化、多样化、批量化方向发展，开发优秀的浮雕CAD/CAM系统成为国内相关研究人员努力解决的问题。在图像较复杂的图片浮雕造型中，能利用的图像先验信息较少，很难建立由二维图像信息到三维浮雕模型的映射关系。本文根据图片浮雕造型的特点和要求，致力于图片浮雕三维造型技术的研究，寻找一种在工业生产中，能够直接由图片生成浮雕的有效方法。主要研究内容如下：
⑴介绍了浮雕造型设计的研究现状，对图片浮雕三维造型的原理进行分析，建立起造型过程的整体流程。针对流程中涉及的关键技术，包括预处理、高度映射算法和曲面重建及显示，指出存在的问题并概述了对应的解决方法。
⑵研究了高度映射算法。通过分析高度映射算法应该满足的要求和从明暗恢复形状（SFS）算法的特点，找到两者的契合点，提出了基于SFS的图片浮雕高度映射算法。给出算法的实现过程，运用变分法、有限差分法、局部积分法等求得空间高度数据点。通过仿真验证了算法的有效性，并与现有映射方法进行对比。研究了曲面造型和显示方法。根据所得空间高度数据点的特点选择用NURBS方法进行浮雕曲面造型，并选用OpenGL实现三维显示，给出了仿真结果。文章最后对上述过程及算法进行了软件实现。从整体集成的角度将本文提出的算法融合到平台中，对浮雕造型软件进行设计，并以一个具体实例展示了软件实现过程。
⑶实验表明，基于SFS的图片浮雕高度映射算法能有效的将二维图像的灰度信息转换为浮雕的空间高度，空间数据点再经NURBS曲面重建和OpenGL三维显示，能产生具有观赏性的浮雕模型。证明了本文通过对图片浮雕三维造型技术的研究，实现了由图片直接生成浮雕模型的功能。随着课题的进一步研究和软件功能完善，可将该技术应用于浮雕产品的CAD/CAM系统。
浮雕造型;图片浮雕;图像处理;计算机图形学
广东工业大学
硕士
测试计量技术及仪器
唐露新
2009
中文
TP391.41;TP317.4
63
2009-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）