CN103473750B - 渲染面料边界融合拼接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种渲染面料边界融合拼接的方法。包括以下步骤：1）在原始面料图片中选择采样矩形；2）计算采样矩形两组对应边的全部对应点的色差绝对值之和；3）判断采样矩形能否旋转预定角度；若能旋转所述预定角度，执行4）；若不能旋转预定角度，执行5）；4）将采样矩形旋转，判断采样矩形的总旋转是否达180°；若旋转角度未达180°，返回2）；若旋转角度达180°，进入5）；5）按照预定缩进规则，将采样矩形的四条边中的一边缩进预定单位；6）判断采样是否结束，若采样结束，执行7）；若采样未结束，返回2）；7）若采样结束，将得到的所有采样矩形的色差绝对值之和的结果值归一化处理，选择最小值；8）根据最小值对应的采样矩形，裁剪图片。

Description

渲染面料边界融合拼接的方法

技术领域

本发明涉及三维模型数字化渲染的图形处理领域，特别是涉及渲染面料边界融合拼接的方法。

背景技术

三维模型的数字化渲染需要在一个虚拟的空间内在三维模型上贴上面料。面料的素材一般是一张大小有限的图片文件，由于该文件大小的限制，一张图片很可能无法覆盖模型，这就产生了将素材图片文件进行拼接以扩大面料图片的需求。由于面料的素材文件本身存在的问题，例如倾斜、边界图案差异等原因，这种拼接往往使拼接边界的融合效果不好，最后在模型上产生难看的拼接缝(如图2中所示)，影响了三维模型的渲染效果。

传统的解决方案主要是通过扩大面料面积来实现，这需要对更大的原始面料进行扫描，造成成本增高，而且更大的图片素材文件也使得系统效率降低。也有通过将对应边缘进行拷贝融合的办法，但会在一定程度上破坏图片的原有纹理，降低渲染质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种渲染面料边界融合拼接的方法。该方法的理论基础是图片中两条线能够最大限度地视觉上融合的基础是其相接点的色差最小，因此，通过分析面料图片内部纹理找出色差最小的裁切边界可以达到最优的拼接效果。本发明的渲染面料边界融合拼接的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)在原始面料图片中以矩形选择面料图片的一个部分作为采样矩形；

2)计算所述采样矩形的两组对应边的全部对应点的色差的绝对值之和；

3)判断采样矩形是否能够按照预定旋转规则在保持完整的面料图案的条件下在原始面料图片上旋转预定角度；如果能够旋转所述预定角度，则执行步骤4)；如果不能旋转预定角度，则执行步骤5)；

4)按照预定旋转规则将采样矩形旋转预定角度后重新确定采样矩形，并判断采样矩形的总旋转是否达到半周180°。如果旋转角度没有达到180°，则返回至步骤2)；如果旋转角度达到180°，则进入步骤5)；

5)按照预定缩进规则，将采样矩形的四条边中的一边缩进预定单位，以得到一个新的采样矩形，其中，在四条边分别缩进一次后，再重复下一个缩进周期；

6)判断采样是否结束，如果采样结束，则执行步骤7)；如果采样未结束，则返回步骤2)；

7)如果采样结束，则将得到的所有采样矩形的对应边全部对应点的色差绝对值之和的结果值进行归一化处理，选择其中的最小值；

8)根据所述最小值对应的采样矩形，裁剪面料图片。

优选地，步骤2)进一步包括，通过每个点的RGB值计算全部对应点的色差的绝对值，其中，对应点的色差的绝对值为abs(r1-r2)+abs(g1-g2)+abs(b1-b2)，其中，r1、g1、b1以及r2、g2、b2分别为对应边的对应点的RGB值。

优选地，步骤4)中的所述预定旋转规则能够是顺时针旋转或者是逆时针旋转。

优选地，步骤5)中的所述预定缩进规则包括从某一选定边开始以顺时针或逆时针方向按次序一次缩进一边。

优选地，步骤6)进一步包括，能够根据所述采样矩形的面积、周长以及采样次数判断采样是否结束。

优选地，步骤7)中选择最小值的步骤进一步包含滤过峰值与谷值等优化或识别步骤。

根据本发明的方法，可以用较小的面料图片达到无缝拼接或者近乎无缝拼接的效果。

附图说明

通过说明书附图以及随后与说明书附图一起用于说明本发明某些原理的具体实施方式，本发明所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。

图1为根据本发明的渲染面料边界融合拼接的方法的流程图；

图2为显示现有技术中的拼接缝的示意图；

图3为根据本发明的方法计算色差的示例；

图4为显示根据本发明的实施例的载入原始面料图片的示意图；

图5为显示根据本发明的实施例的采样矩形缩进至能够旋转位置的示意图；

图6为根据本发明的具体实施例的采样矩形放大图；

图7A、7B、7C和7D为根据本发明的具体实施例的矩形四边依次缩进的示意图；

图8为根据本发明的具体实施例的采样矩形旋转的示意图；

图9为显示根据本发明的方法，最终截取的面料部分的示意图；

图10为根据本发明的方法进行图片拼接的示意图。

应理解的是，附图中示出的本发明的各个特征可能在一定程度上采用了简化的方式进行表示，而不一定是严格按照比例绘制的。本文所公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、定向、位置以及形状，将部分地根据具体应用以及使用环境而决定。

在附图中的附图标记在全部的几个附图中表示本发明的相同或等效的部分。

具体实施方式

为了更清楚的说明本发明的内容，下面将结合附图以及示例性的实施例对本发明作进一步的描述，但应当理解该描述并非要把本发明限制于该示例性的实施例。相反，本发明将不仅覆盖该示例性的实施例，而且还覆盖各种替换的、改变的、等效的和其他实施例，其可包含在权利要求所限定的本发明的精神和范围内。

根据本发明的一个方面，图1示出了根据本发明示例性实施例的渲染面料边界融合方法的流程图。

在步骤S101中，在原始面料图片中以矩形选择面料图片的一个部分作为采样矩形，当然如果原始面料图片即为矩形，该选择的采样矩形也可以就是原始面料图片本身。在本发明的一个具体实施例中，图4和图5中所示出了原始的面料图片以及在图片中选择的部分。

在步骤S102中，计算采样矩形的对应边上的全部对应点的色差的绝对值之和。通常而言，每个点的颜色可以由RGB三个数值组成，因此点1和点2两个点的“色差”或者“颜色差距”可以用RGB每个颜色的数值差的绝对值之和决定，如下公式所示：

abs(r1-r2)+abs(g1-g2)+abs(b1-b2) (1)

图3中示出了根据上述公式计算色差的绝对值之和的一个例子。

在步骤S103中，判断采样矩形是否能够按照预定旋转规则在原始面料图片上旋转预定角度而保持完整的面料图案。例如，在当前采样矩形即为矩形的原始面料图片的情况下，采样矩形是不能够旋转一个预定角度而保持完整面料图案的；但在当前采样矩形为原始面料图片的一部分(如图8所示)或如步骤S105依次将采样矩形的四条边缩进预定单位的情况下，采样矩形是能够旋转一个预定角度而保持完整的面料图案。所述预定规则可以为顺时针旋转，也可以为逆时针旋转；可以按固定角度值(如1°)旋转，也可以按其它指标(如像素)旋转。当采样矩形在进行预定角度的旋转后仍然可以保持完整的面料图案，则判断为其能够旋转，进入步骤S104；否则，进入步骤S105。

在步骤S104中，按照预定旋转规则将采样矩形旋转预定角度后重新确定采样矩形，并判断该采样矩形的总旋转是否达到半周180°。如果旋转角度没有达到180°，则返回至步骤S102，计算当前采样矩形对应边上的全部对应点的色差的绝对值之和；如果旋转角度达到180°，即已经完成了半周旋转，则进入步骤S105。判断同一尺寸的采样矩形的总旋转是否达到180°的目的在于，按预定的间隔穷尽该尺寸的采样矩形在原始面料图片上的全部分布的色差绝对值之和。

在步骤S105中，按照预定缩进规则，将矩形的四条边的一边缩进预定单位(如像素)，以得到一个新的采样矩形，其中，在四条边分别缩进一次后，再重复下一个缩进周期。然后再根据步骤S102分别计算在每一次缩进之后的当前采样矩形的对应边上的全部对应点的色差绝对值之和。所述预定缩进规则可以从某一选定边开始以顺时针或逆时针方向按次序一次缩进一边，也可以按照其他适合的规则依次进行。

在步骤S106中，判断采样是否结束。如果采样没有结束，则返回至步骤S102；如果采样结束，则进入步骤S107。判断采样是否结束可以采用判断当前采样矩形的面积是否小于一个预定值，也可以采用判断采样次数是否达到预定次数，以及其他任意适合的方法。

在步骤S107中，将在前述步骤中所得到的所有绝对值和的结果进行归一化处理，之后排序，并且选取其中的最小值。由于采样矩形是逐渐缩小的，每次计算的对应边的全部对应点的色差绝对值之和所针对的点的数目是不同的，因此，需要把所有计算出的色差绝对值之和进行归一化计算，才能够进行色差绝对值之和的比较。我们知道，当任意两条线的相接点色差为零时，它们即为相接融合最好的情况。但是，由于图片质量等各方面的原因，可能难以出现色差为零的情况，实现完美的完全融合。因此，色差如果是所有可能的组合中最小的，则其被视为融合相对最好的情况。

在步骤S108中，根据步骤S107中得到的结果，按照得到该最小值所对应的采样矩形，进行裁剪，得到最终的拼接用面料素材图片。

在步骤S109中，测试无缝渲染的效果。步骤S108中裁剪得到面料素材图片，因其两组对应边上的全部对应点的色差的绝对值之和是在原始面料素材图片的所有裁剪组合中最小的，将其作为最终的拼接用面料素材图片，即可以实现以相对最好的视觉融合效果上下左右无缝拼接任意大的面料图片。因此，可以利用此完成边界融合的图片进行任意的数字化渲染，而不产生拼接缝。

在本发明的一个具体实施例中，图5示出了原始面料图片为采样矩形(步骤S101)。其中，采样矩形左边M和右边N的长度分别为m和n，其中m＝n＝120像素；相对应的，采样矩形上边A和下边C的长度分别为a和c，其中a＝c＝100像素。对应边的对应点指的是在上、下或左、右两组对边上，相对应的点，即a1与c1为对应点，m2与n2为对应点，以此类推。

之后执行步骤S102，根据公式(1)计算此时的对应边的全部对应点的色差的绝对值之和。即，

采样矩形如图6中所示。计算完成之后，则判断采样矩形是否能够旋转(步骤S103)。如果不能旋转，则执行步骤S105，在本实施例中，预定单位的长度取1个像素，且按照从A边(上边)开始的顺时针顺序依次进行。即，第一次将A边向内缩进1(如图7A所示)，如果判断采样未结束(步骤S106)，计算全部对应点的色差的绝对值之和(步骤S102)，即，

计算完成之后，判断采样矩形是否能够旋转(按步骤S103)。如果不能旋转，则执行步骤S105，第二次缩进将N边(右边)向内缩进1(如图7B所示)，如果判断采样未结束(步骤S106)，计算全部对应点的色差的绝对值之和(步骤S102)，即，

计算完成之后，判断采样矩形是否能够旋转(按步骤S103)。如果不能旋转，则执行步骤S105，第三次缩进将C边(下边)向内缩进1(如图7C所示)，如果判断采样未结束(步骤S106)，计算全部对应点的色差的绝对值之和(步骤S102)，即，

计算完成之后，判断采样矩形是否能够旋转(按步骤S103)。如果不能旋转，则执行步骤S105，第四次缩进将M边(左边)向内缩进1(如图7D所示)，如果判断采样未结束(步骤S106)，计算全部对应点的色差的绝对值之和，即，

此时，即完成了一个周期即四次的缩进采样及旋转采样以及色差绝对值之和的计算。图7A、7B、7C和7D中示出了在此过程中采样矩形的变化过程，其中，图中用实线表示出的采样矩形为每次缩进后重新确定的采样矩形。

循环进行上述步骤，当采样矩形缩进到一定程度使得其能够旋转预定角度时(参见图5示出的采样矩形的视图)，执行步骤S104。在本实施例中，预定旋转规则为逆时针旋转(如图8所示)，在其他实施例中，也可以按照其他方式旋转。同时，步骤S104还需判断完成此次旋转后采样矩形的总旋转是否达到180°。如果达到180°，则直接执行步骤S105，进行下一次的缩进；否则的话，返回步骤S102，对重新确定的采样矩形进行对应边上的全部对应点的色差的绝对值之和的计算。

在本实施例中，在步骤S106中设定如果采样矩形的面积小于120，则采样结束。很显然，在完成第一个周期四次的缩进后的面积为118×98，远大于120，则不满足采样结束条件。重复执行步骤S102至S106，直到满足采样条件，则确定采样结束，执行步骤S107。在步骤S107中，对上述计算出的全部的色差绝对值之和的结果进行归一化处理，并且选择其中的最小值。在本实施例中，在第一次计算时(图6所示)，为440个点所得出的结果；在之后的首次矩形缩进计算时，分别为438、436、434、432个点等的计算结果。因此，需要对结果进行归一化处理，之后再进行排序，从而得到最小值。根据得到该最小值所对应的采样矩形进行裁剪(步骤S108)，得到如图9所示的能够最终的拼接用素材面料图片。

利用图9中所示的图片，对一只鞋进行渲染，并得到图10中所示的无缝拼接的效果。可以看到，同样使用多张图片对鞋进行渲染，图10中却看不到任何图2中可见的拼接缝。

在根据本发明的另一个实施例中，步骤S107中选择最小值的步骤进一步包含滤过峰值与谷值等优化或识别步骤。

根据本发明的渲染面料边界融合的方法，可以用较小的素材面料图片达到无缝拼接或者近乎无缝拼接的效果。并且，该方法对于面料图片的尺寸没有明显限制，成本较低。

上述实施例是用于例示性说明本发明的原理及其功效，但是本发明并不限于上述实施方式。本领域的技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。因此本发明的保护范围，应如本发明的权利要求书覆盖。

前述对本发明的具体示例性实施例的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想穷尽本发明，或者将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施例以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种渲染面料边界融合拼接的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)在原始面料图片中以矩形选择面料图片的一个部分作为采样矩形；

2)计算所述采样矩形的两组对应边的全部对应点的色差的绝对值之和；

3)判断采样矩形是否能够按照预定旋转规则在保持完整的面料图案的条件下在原始面料图片上旋转预定角度；如果能够旋转所述预定角度，则执行步骤4)；如果不能旋转预定角度，则执行步骤5)；

4)按照预定旋转规则将采样矩形旋转预定角度后重新确定采样矩形，并判断采样矩形的总旋转是否达到半周180°，如果旋转角度没有达到180°，则返回至步骤2)；如果旋转角度达到180°，则进入步骤5)；

5)按照预定缩进规则，将采样矩形的四条边中的一边缩进预定单位，以得到一个新的采样矩形，其中，在四条边分别缩进一次后，再重复下一个缩进周期；

6)判断采样是否结束，如果采样结束，则执行步骤7)；如果采样未结束，则返回步骤2)；

7)如果采样结束，则将得到的所有采样矩形的对应边全部对应点的色差绝对值之和的结果值进行归一化处理，选择其中的最小值；

8)根据所述最小值对应的采样矩形，裁剪面料图片。

2.根据权利要求1所述的渲染面料边界融合拼接的方法，其特征在于，步骤2)进一步包括，通过每个点的RGB值计算全部对应点的色差的绝对值，其中，对应点的色差的绝对值为abs(r1-r2)+abs(g1-g2)+abs(b1-b2)，其中，r1、g1、b1以及r2、g2、b2分别为对应边的对应点的RGB值。

3.根据权利要求1所述的渲染面料边界融合拼接的方法，其特征在于，步骤4)中的所述预定旋转规则能够是顺时针旋转或者是逆时针旋转。

4.根据权利要求1所述的渲染面料边界融合拼接的方法，其特征在于，步骤5)中的所述预定缩进规则包括从某一选定边开始以顺时针或逆时针方向按次序一次缩进一边。

5.根据权利要求1所述的渲染面料边界融合拼接的方法，其特征在于，步骤6)进一步包括，能够根据所述采样矩形的面积、周长以及采样次数判断采样是否结束。

6.根据权利要求1所述的渲染面料边界融合拼接的方法，其特征在于，步骤7)中选择最小值的步骤进一步包含滤过峰值与谷值的优化或识别步骤。