不规则植物叶片三维曲面的纹理映射方法

摘要

本发明公开了一种不规则植物叶片三维曲面的纹理映射方法，属于计算机图形技术领域，包括步骤：S1、从植物叶片的三维网格曲面上提取叶片的骨架，由一条与叶片主叶脉方向大致平行的曲线c1和一条基本与c1垂直的曲线c2组成；S2、对所构建的骨架曲线进行分段，以将曲面上的网格顶点与离该点最近的曲线段关联起来，此步骤中，在曲线c1和c2均上生成分割点；S3、将曲面上的网格顶点与步骤S2中生成的分割点对应起来，计算每个网格顶点的纹理坐标；S4、利用步骤S3计算出的纹理坐标选择最适用于该曲面的纹理图像。本发明能够将真实的植物叶片图像快速映射到植物叶片三维模型上，避免现有方法在不规则三维植物叶片曲面上进行纹理映射时产生的纹理错乱现象。

主权项

一种不规则植物叶片三维曲面的纹理映射方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、从植物叶片的三维网格曲面上提取叶片的骨架，该骨架由一条与叶片主叶脉方向大致平行的曲线c1和一条基本与c1垂直的曲线c2组成；步骤S1具体为：首先查找所述曲面的网格顶点中最靠下方的顶点vl，然后在网格曲面上沿着叶片主脉方向每间隔一定距离选取一个垂直方向上的顶点，一直到叶尖，将这些选取的垂直方向上的顶点作为控制点，采用B样条曲线生成曲线c1；然后，查找叶片曲面顶点中最靠左边的顶点ul，然后在曲面上沿着通向曲面最右边的顶点的方向每间隔一定距离选取一个水平方向上的顶点，将这些选取的水平方向上的顶点作为控制点，采用B样条曲线生成曲线c2，从而得到叶片的骨架曲线；S2、对步骤S1构建的骨架曲线进行分段，以将曲面上的网格顶点与离该点最近的曲线段关联起来，此步骤中，在曲线c1和c2上均生成分割点；步骤S2具体包括：对于采用B样条曲线表示的曲线c1，将曲线按一个最小划分长度参数m分成为等长为m的线段，并记录每个分割点的坐标vc1_i及该分割点相对于该曲线的相对位置pc1_i，0≤pc1_i≤1；同样地，对于曲线c2，将曲线按最小划分长度m分割为等长为m的线段，并记录每个分割点的坐标vc2_i及该分割点相对于该曲线的相对位置pc2_i，0≤pc2_i≤1，其中最小划分长度参数m的取值为曲面上所有多边形的边中最短的边的长度；S3、将曲面上的网格顶点与步骤S2中生成的分割点对应起来，从而计算每个网格顶点的纹理坐标；步骤S3中计算每个网格顶点的纹理坐标的方法为：对于曲面上的每个网格顶点v(x，y，z)，首先将该顶点v(x，y，z)和通过步骤S2从曲线c1上计算得到的每个分割点vc1_i投影到XOZ平面上，记顶点v(x，y，z)在XOZ平面的投影点为vxoz(x，0， z)，分割点vc1_i在XOZ平面的投影点为vc1_i_xoz(x，0，z)，然后通过计算经过投影后的曲线c1的分割点序列中与顶点vxoz距离最近的分割点vc1_k_xoz，则点vc1_k_xoz对应的分割点vc1_k相对于该曲线的相对位置pc1_k即为顶点v在UV域的U方向的纹理坐标值；通过同样的方法，将网格顶点v和从曲线c2上计算得到的每个分割点vc2_i投影到YOZ平面上，计算得到顶点v在UV域的V方向的纹理坐标值pc2_j，从而得到曲面上每个网格顶点v的纹理坐标为vt(pc1_k，pc2_j)；S4、利用步骤S3计算出的纹理坐标选择最适用于该曲面的纹理图像，步骤S4具体为：将预定用于作为曲面的纹理图像形成纹理库，并且设定每个纹理图像的背景色，对纹理库中的每个纹理图像pi，用Mpi表示该图像对曲面的无效映射量，并且Mpi的初始值均设为0；然后查看通过步骤S3计算的每个网格顶点的纹理坐标映射到纹理图像后，该纹理坐标在纹理图像上对应位置的象素的颜色是否为背景色，如果为背景色则Mpi增加1，然后计算纹理库中所有纹理图像对于该叶片三维模型的无效映射量Mpi，Mpi值最小的那个图像即为该纹理库中最适用于该曲面的纹理图像。