基于单幅图像距离场调制生成碑刻牌匾效果

摘要

浮雕形式多样,从商代青铜器表面装饰纹,到汉代的画像石、画像砖,以及后来的碑刻、牌匾等,已经成为中国传统文化中的瑰宝。在现代生活中浮雕也广泛用于工艺美术品,室内外装饰等领域。随着数字媒体技术的发展,我们也可以生成虚拟浮雕用于数字图书馆,数字博物馆,以及数字浮雕制作等。
　　 本文在基于单幅汉代画像石、画像砖拓片恢复三维浮雕的最新研究工作的基础上,提出一个简单高效的从单幅图片生成三维浮雕的方法,并重点突出了书法碑刻及牌匾的生成方法。该方法主要包括三个部分:物体表面高度估计、浮雕基础表面高度估计和细节高度估计。物体表面高度估计是根据物体高度模式调制距离场得到的,首先对输入图像进行物体轮廓检测,分割出物体区域和背景区域,然后根据所属区域将图像分成特征点和非特征点,并利用距离变换估计物体浮雕的初始高度,再根据不同的物体要求的雕刻方式,或者物体几何形状的特征对距离变换进行调制,得到适合物体种类的浮雕高度估计,最后再用高斯滤波得到物体的光滑表面。
　　 浮雕基础表面的高度估计,本文根据物体的雕刻方式求取背景区域高度,并将其与物体表面高度叠加得到。细节高度估计则通过输入图像的灰度图分别对每个区域减去该区域的灰度平均值得到。最终的三维浮雕模型通过混合叠加浮雕基础表面高度和细节高度得到。
　　 为了验证该方法的有效性,本文选取了书法作品,汉代画像石、画像砖拓片等不同图像作为输入,然后生成相应的三维浮雕效果。与前人的工作相比,文中的试验结果不但视觉效果更接近实物,而且算法开销也大大降低。我们的工作对于传统文化遗产保护,现代牌匾设计等方面都有应用前景。