结构与纹理融合的三维文物孔洞修复方法

摘要

由于外在因素导致出土的文物模型呈现破碎状态,对其进行虚拟修复对考古学具有重要意义。现有孔洞修补方法大多仅针对三维模型结构进行补全,并且在三维结构修复后缺少表面的颜色纹理信息。本文基于文物三维空间结构和纹理信息,提出一种三维文物孔洞修复方法。首先,为了解决三维文物结构修复问题,利用基于径向基函数的算法填补三维文物网格模型的孔洞,通过拟合的曲面方程调整孔洞补丁顶点,使其与原有模型更好地融合。其次,为补全文物表面颜色纹理信息,使孔洞补丁与原有模型表面纹理自然过渡,将三维问题转化为二维图像修复问题,以EdgeConnect为框架,通过添加精细化网络生成更高分辨率的结果。最后,使用Mudbox软件映射二维图像到三维模型表面,融合结构和纹理修复的结果。本文改进后的二维修复网络在评价指标PSNR(Peak Signal to Noise Ratio)、SSIM(Structural Similarity)和MAE(Mean Absolute Deviation)的性能分别提高了0.54%、0.217%和6.52%,该方法能够有效地恢复兵马俑三维模型网格结构和表面纹理信息。