基于Tile的纹理合成算法研究与应用

摘要

纹理合成已经在当今计算机图形、图像处理等领域中占有重要地位。随着人们对实时性要求的提高,基于Tile的纹理合成由于其占用内存小,实时性高,得到相关领域研究学者的广泛关注。纹理合成质量的提高,合成速度的提升,是纹理合成的终极目标。本文对基于Tile的纹理合成进行了系统的研究,并提出了一些改进,实验结果表明,改进的算法适用于大部分纹理都取得了良好的合成效果。
　　首先,本文对纹理合成算法进行了广泛的调研,深入了解其研究背景和历史意义,并分类阐述了基于点、块、Tile的纹理合成算法的国内外研究现状。其中,重点调研了基于Tile的纹理合成的国内外研究现状及其应用。然后,大体概括了本文的总体结构。
　　其次,介绍了基于Tile的纹理合成算法中有关概念和算法过程中的详细步骤,其中包括对Wang Tile的说明,重点描述了制作Wang Tiles集合的详细步骤,以及Wang Tile的拼接过程的具体步骤。而且,还简单介绍了较为经典的基于Tile的纹理合成算法,并分析和比较它们。
　　再次,在充分理解了原Wang Tile纹理合成算法的前提下,提出一种基于非标量距离度量的双向Wang Tile纹理合成方法。把非标量距离度量的方法附加到寻找重叠区域的最优路径算法中,在寻找最佳路径时,鼓励避开误差较大的值,避免产生较大的视觉误差,从而消除了明显的菱形接缝。在拼接过程中,引入了双向拼接方法,从左上角和右下角两个方向,同时进行拼接,可以加快拼接速度,提高了纹理合成的实时性。大量的实验纹理合成图表明,算法取得了相对较好的效果。
　　之后,考虑到Wang Tile纹理合成中存在的拐角问题和接缝问题,对角缝合的算法作为改进方法被提出。在构造Wang Tile集合过程中,为了能取到更全面的采样信息,改变了制作Wang Tile的框架,变换了四个样图重叠块位置。计算重叠区域的最佳缝合线时,采用分而治之的策略,把对角线分为四部分,然后每一部分分别从对角计算缝合线。文中给出了详实的算法步骤和示意图,对算法进行了理论分析的同时,对大量的实验结果进行了分类、分析和总结。
　　最后,条理清楚地总结和概括了全文,并指出本文算法的有待改善之处,对基于Tile的纹理合成下一步的研究工作进行了展望。

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第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3论文结构

第二章 基于Tile的纹理合成算法综述

2.1 引言

2.2 Wang Tile纹理合成算法

2.3 基于Tile的经典纹理合成算法

2.4 本章小结

第三章 非标量距离度量的双向Wang Tile纹理合成算法

3.1 引言

3.2 改进的纹理合成算法描述

3.3 实验与分析

3.4 本章小结

第四章 对角缝合的Wang Tile纹理合成算法

4.1 引言

4.2 对角缝合算法

4.3 算法分析

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 主要研究工作总结

5.2 论文的创新点

5.3 进一步工作展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢