CN114429523B - 一种控制三维模型分区贴图的方法 - Google Patents

一种控制三维模型分区贴图的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种控制三维模型分区贴图的方法，用于三维模型分区贴图，包括指令贴图、若干张纹理贴图和分区启用数参数；所述三维模型的每个顶点数据中都包含从指令贴图和纹理贴图取样的初始UV坐标；所述指令贴图的每个像素存储有旋转、横向偏移、纵向偏移和分区四个参数，前三个参数使UV坐标产生旋转、平移变换获得取样新坐标，使三维模型上能显示纹理贴图旋转和平移后的效果；分区参数表示该像素位置应该从若干纹理贴图中的哪一张取样，使三维模型不同区域显示不同的纹理贴图，分区启用数参数用于控制分区的启用数量。本发明利用指令贴图控制多张纹理贴图在三维模型表面展示的区域和变形，从而产生丰富的效果，特别适合模型贴图的DIY。

Description

一种控制三维模型分区贴图的方法
技术领域
本发明涉及三维模型制作和展示领域，具体是一种三维模型分区进行贴图和贴图变形的控制方法。
背景技术
传统的三维模型控制贴图的方法是添加贴图并用参数去控制该贴图的大小和位置，其大小和位置的控制是采用整体缩放和整体偏移的方法，对于多个图形添加在同一模型表面只能采取预先按覆盖区域做好贴图的形状，再进行叠加，既不能动态修改贴图的覆盖范围，又不能直接使用贴图素材，特别是使用四方连续贴图，加大了贴图文件的大小或降低了显示的清晰度；更不能对同一张贴图根据需要产生旋转扭曲等变形效果。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种控制三维模型分区贴图的方法，利用指令贴图和分区启用参数，使多张纹理贴图按设计需求贴到模型外表指定的位置，并可产生旋转、扭曲等变形效果，节省了贴图的改制工作，普通的贴图素材即可使用，满足用户轻松对三维模型贴图实现DIY。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种控制三维模型分区贴图的方法，用于三维模型分区贴图，包括指令贴图和若干张纹理贴图，所述三维模型的每个顶点数据中都包含UV坐标，即该顶点从指令贴图和纹理贴图取样对应的初始坐标位置；所述指令贴图的每个像素存储有四个指令参数，分别为分区参数、旋转参数、横向偏移参数和纵向偏移参数，所述分区参数表示该像素位置应该从若干纹理贴图中的哪一张取样，从而使三维模型的表面不同区域可以显示不同的纹理贴图上的纹理；所述旋转参数表示使UV坐标产生旋转变换的角度，即把初始坐标按该角度经过旋转变换获得取样新坐标，按取样新坐标从纹理贴图中取样，使三维模型上能显示纹理贴图旋转该角度后的效果；所述横向偏移参数和纵向偏移参数分别表示使UV坐标产生横向和纵向的偏移量，即把初始坐标经过平移变换获得取样新坐标，按取样新坐标从纹理贴图中取样，使三维模型上显示纹理贴图偏移的效果；若旋转参数、横向偏移参数和纵向偏移参数都是有效值，则初始坐标先后经过旋转变换和平移变换获得取样新坐标，按取样新坐标从纹理贴图中取样，使三维模型上显示纹理贴图旋转和偏移后的效果。
进一步的，还设有分区启用数参数，用于限定指令贴图中每个像素的分区参数起作用的范围，即超过范围的分区参数不起作用，从而减少分区数量，使同一张指令贴图通过改变分区启用数参数获得不同数量的分区效果。
进一步的，还设有颜色参数，若不设纹理贴图时，按分区范围设置模型表面的颜色；若设有纹理贴图时，则用于改变纹理贴图的颜色。
进一步的，所述若干张纹理贴图按次序添加到三维模型的材质属性中获得对应的次序1到n，所述指令贴图的每个像素存储的分区参数值域是0到1，把分区参数的值域分成n个或更多的区间，其中有n个区间分别对应次序1到n，即根据指令贴图中每个像素的分区参数的值在所在的区间所对应的次序在材质属性中找到对应的纹理贴图作为取样对象；若分区参数的值所在的区间没有对应的纹理贴图，则不取样。
进一步的，所述分区启用数参数的值小于纹理贴图的数量或所述指令贴图所有像素的分区参数的值所涉及的区间数少于纹理贴图的数量，则没有对应区间的纹理贴图的取样结果将叠加或混合到三维模型表面已有的图像上，即没有对应区间的纹理贴图不受分区限制。
进一步的，所述指令贴图中每个像素的旋转参数的值域是0到1，对应驱使UV坐标产生旋转变换的角度范围是0到360度。
进一步的，所述指令贴图中每个像素的横向偏移参数和纵向偏移参数的值域各是0到1，对应驱使UV坐标产生偏移变换的范围是纹理贴图的宽度和高度的0到1倍。
进一步的，每张纹理贴图还设有对应的特征贴图用于表达包括法线信息、高度信息、金属度信息或平滑度信息，即从纹理贴图取样后再按同样的取样坐标从特征贴图上取样获得特征信息来丰富贴图的表现效果，包括该点模型表面对光的反射角度、强度和均匀性。
进一步的，所述分区启用数参数为一个白名单，即某纹理贴图在三维模型的材质属性中获得对应的次序若在白名单内，则在分区参数的值所在的区间与该次序相对应时按UV的取样新坐标从该纹理贴图取样；若某纹理贴图在三维模型的材质属性中获得对应的次序没有在白名单内则取样结果叠加或混合到三维模型表面已有的图像上，即该纹理贴图不受分区限制。
本发明的有益效果：
1、本发明通过指令贴图中每个像素点包含的分区参数指定从哪一张细节贴图或特征贴图获取数据，实现三维模型表面不同的区域显示不同的贴图；
2、本发明通过指令贴图中每个像素点包含的旋转和偏移参数转换UV坐标，使贴图在模型表面形成旋转、拉伸、扭曲等丰富的效果；
3、本发明通过设置分区启用参数可动态地调整分区的数量和范围，实时呈现DIY的结果；
4、本发明只需更换指令贴图，即可在同一模型上实现不同的分区，细节贴图无需特殊特殊处理，特别是可以直接使用普通的四方连续贴图的素材，没有细节贴图时可以分区设置颜色。
附图说明
图1是本发明的一种控制三维模型分区贴图的方法的逻辑示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的控制三维模型贴图效果的方法，包括三维模型1、指令贴图2和若干张纹理贴图3，所述三维模型1的每个顶点数据中都包含UV坐标；即该顶点从指令贴图2和纹理贴图3取样对应的初始坐标位置；所述指令贴图2的每个像素存储有四个指令参数，分别为分区参数21、旋转参数22、横向偏移参数23和纵向偏移参数24，其中的分区参数21表示该像素位置应该从若干纹理贴图3中的哪一张取样，从而使三维模型1的表面不同区域可以显示不同的纹理贴图上的纹理；其中的旋转参数22表示使UV坐标产生旋转变换的角度，即把初始坐标按该角度经过旋转变换获得取样新坐标，按取样新坐标从纹理贴图3中取样，使三维模型1上能显示纹理贴图3旋转该角度后的效果；横向偏移参数23和纵向偏移参数24分别表示使UV坐标产生横向和纵向的偏移量，即把初始坐标经过平移变换获得取样新坐标，按取样新坐标从纹理贴图3中取样，使三维模型1上显示纹理贴图偏移的效果；若旋转参数22、横向偏移参数23和纵向偏移参数24都是有效值，则初始坐标先后经过旋转变换和平移变换获得取样新坐标，按取样新坐标从纹理贴图3中取样，使三维模型1上显示纹理贴图3旋转和偏移后的效果。
如图1所示，还设有分区启用数参数4，用于限定指令贴图2中每个像素的分区参数21起作用的范围，即超过范围的分区参数不起作用，从而减少分区数量，使同一张指令贴图2通过改变分区启用数参数4获得不同数量的分区效果。
如图1所示，还设有颜色参数5，在没有纹理贴图3时，可以按分区范围设置三维模型1表面的颜色；若设有纹理贴图3时，则用于改变纹理贴图3的颜色。
如图1所示，所述的n张纹理贴图3按次序添加到三维模型1的材质属性中获得对应的次序1到n，所述指令贴图2的每个像素存储的分区参数21值域是0到1，把分区参数21的值域分成n个或更多的区间，其中有n个区间分别对应次序1到n，即根据指令贴图2中每个像素的分区参数21的值在所在的区间所对应的次序在材质属性中找到对应的纹理贴图3作为取样对象；若分区参数21的值所在的区间没有对应的纹理贴图3，则不取样。
如图1所示，所述的分区启用数参数4的值小于纹理贴图3的数量或所述指令贴图2所有像素的分区参数21的值所涉及的区间数少于纹理贴图3的数量，则没有对应区间的纹理贴图3的取样结果将叠加或混合到三维模型表面已有的图像上，即没有对应区间的纹理贴图不受分区限制。
如图1所示，所述指令贴图2中每个像素的旋转参数22的值域是0到1，对应驱使UV坐标产生旋转变换的角度范围是0到360度。
如图1所示，所述指令贴图2中每个像素的横向偏移参数23和纵向偏移参数24的值域各是0到1，对应驱使UV坐标产生偏移变换的范围是纹理贴图宽度和高度的0到1倍。
如图1所示，所述的纹理贴图3还设有对应的特征贴图6，用于表达包括但不限于法线信息、高度信息、金属度信息或平滑度信息等，即从纹理贴图3取样后再按同样的取样坐标从特征贴图6上取样获得特征信息来丰富贴图的表现效果，包括该点模型表面对光的反射角度、强度和均匀性等。
如图1所示，本发明的另一种实施方式，所述的分区启用数参数4为一个白名单，即某纹理贴图3在三维模型1的材质属性中获得对应的次序若在白名单内，则在分区参数21的值所在的区间与该次序相对应时按UV的取样新坐标从该纹理贴图3取样；若某纹理贴图3在三维模型1的材质属性中获得对应的次序没有在白名单内则取样结果叠加或混合到三维模型表面已有的图像上，即该纹理贴图3不受分区限制。
本发明所述的一种控制三维模型分区贴图的方法与已有技术相比，具有通过指令贴图可灵活改变多张张纹理贴图及特征贴图在模型表面按设定的区域展示，并可对贴图进行旋转扭曲等变形，极大地节省了贴图的预制工作，减少了贴图文件的大小和提高了展示的清晰度，特别适合对三维模型贴图的DIY等优点。
本发明在本说明书中仅说明一些优选实施例，并不是对其限制。该专业技术人员根据本发明构思和精神可以增加不受指令贴图控制的主贴图、主法线贴图、凹凸贴图等，或添加控制贴图缩放和平移的其它参数等，因此这些仍应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种控制三维模型分区贴图的方法，用于三维模型（1）分区贴图，包括指令贴图（2）和若干张纹理贴图（3），其特征在于：所述三维模型（1）的每个顶点数据中都包含UV坐标，即该顶点从指令贴图（2）和纹理贴图（3）取样对应的初始坐标位置；所述指令贴图（2）的每个像素存储有四个指令参数，分别为分区参数（21）、旋转参数（22）、横向偏移参数（23）和纵向偏移参数（24），所述分区参数（21）表示该像素位置应该从若干纹理贴图（3）中的哪一张取样，从而使三维模型（1）的表面不同区域可以显示不同的纹理贴图上的纹理；所述旋转参数（22）表示使UV坐标产生旋转变换的角度，即把初始坐标按该角度经过旋转变换获得取样新坐标，按取样新坐标从纹理贴图（3）中取样，使三维模型（1）上能显示纹理贴图（3）旋转该角度后的效果；所述横向偏移参数（23）和纵向偏移参数（24）分别表示使UV坐标产生横向和纵向的偏移量，即把初始坐标经过平移变换获得取样新坐标，按取样新坐标从纹理贴图（3）中取样，使三维模型（1）上显示纹理贴图偏移的效果；若旋转参数（22）、横向偏移参数（23）和纵向偏移参数（24）都是有效值，则初始坐标先后经过旋转变换和平移变换获得取样新坐标，按取样新坐标从纹理贴图（3）中取样，使三维模型（1）上显示纹理贴图（3）旋转和偏移后的效果；
还设有分区启用数参数（4），用于限定指令贴图（2）中每个像素的分区参数（21）起作用的范围，即超过范围的分区参数不起作用，从而减少分区数量，使同一张指令贴图（2）通过改变分区启用数参数（3）获得不同数量的分区效果；
所述分区启用数参数（4）的值小于纹理贴图（3）的数量或所述指令贴图（2）所有像素的分区参数（21）的值所涉及的区间数少于纹理贴图（3）的数量，则没有对应区间的纹理贴图（3）的取样结果将叠加或混合到三维模型表面已有的图像上，即没有对应区间的纹理贴图不受分区限制；
所述分区启用数参数（4）为一个白名单，即某纹理贴图（3）在三维模型（1）的材质属性中获得对应的次序若在白名单内，则在分区参数（21）的值所在的区间与该次序相对应时按UV的取样新坐标从该纹理贴图（3）取样；若某纹理贴图（3）在三维模型（1）的材质属性中获得对应的次序没有在白名单内则取样结果叠加或混合到三维模型表面已有的图像上，即该纹理贴图（3）不受分区限制。
2.根据权利要求1所述的控制三维模型分区贴图的方法，其特征在于：还设有颜色参数（5），若不设纹理贴图（3）时，按分区范围设置模型（1）表面的颜色；若设有纹理贴图（3）时，则用于改变纹理贴图（3）的颜色。
3.根据权利要求1所述的控制三维模型分区贴图的方法，其特征在于：所述若干张纹理贴图（3）按次序添加到三维模型（1）的材质属性中获得对应的次序1到n，所述指令贴图（2）的每个像素存储的分区参数（21）值域是0到1，把分区参数（21）的值域分成n个或更多的区间，其中有n个区间分别对应次序1到n，即根据指令贴图（2）中每个像素的分区参数（21）的值在所在的区间所对应的次序在材质属性中找到对应的纹理贴图（3）作为取样对象；若分区参数（21）的值所在的区间没有对应的纹理贴图（3），则不取样。
4.根据权利要求1所述的控制三维模型分区贴图的方法，其特征在于：所述指令贴图（2）中每个像素的旋转参数（22）的值域是0到1，对应驱使UV坐标产生旋转变换的角度范围是0到360度。
5.根据权利要求1所述的控制三维模型分区贴图的方法，其特征在于：所述指令贴图（2）中每个像素的横向偏移参数（23）和纵向偏移参数（24）的值域各是0到1，对应驱使UV坐标产生偏移变换的范围是纹理贴图（3）的宽度和高度的0到1倍。
6.根据权利要求1所述的控制三维模型分区贴图的方法，其特征在于：每张纹理贴图（3）还设有对应的特征贴图（6），用于表达包括法线信息、高度信息、金属度信息或平滑度信息，即从纹理贴图（3）取样后再按同样的取样坐标从特征贴图（6）上取样获得特征信息来丰富贴图的表现效果，包括点模型表面对光的反射角度、强度和均匀性。
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