从三维柔性物体图片中获取皱褶三维几何特性的计算方法

摘要

从三维柔性物体图片中获取皱褶三维几何特性的计算方法，包括步骤一、几何模型建立：皱褶边界的划分：根据皱褶及其附近的阴影来判断皱褶区域内的高度；分析平行光源产生的阴影，找出需要分析的皱褶区域内光亮度最亮的像素，再找出光亮度最暗的像素；步骤二、通过遗传算法与人工干预相结合的方法来完善皱褶的形状，每一次迭代后，参加适应度函数进化的个体将发生改变，这样我们适应度函数的形式不变，但适应度函数进行选择的个体发生变化，每迭代一次就发生一个个体位置的改变，这样个体位置循环变化，直到用户满意为止。本发明优点在于：仿真效果有较大的提高；仿真速度快；具有较好的用户交互性；适合于多种皱褶的仿真。

主权项

1、从三维柔性物体图片中获取皱褶三维几何特性的计算方法，包括以下步骤：步骤一、几何模型建立：A)皱褶边界的划分：用于表示皱褶的长度与宽度，第一代的折皱用一个椭圆来表示，给定一个定值的长度与宽度，产生第一代的皱褶，通过一个适应度函数和用户的干涉来进化皱褶边界的划分，把模拟出的结果与需要模拟图片中皱褶的边界相比较，比较的内容包括图片皱褶两端的宽度、皱褶的变化趋势与皱褶的对称情况，该适应度函数以此三个量为基础；B)皱褶区域内的高度：根据皱褶及其附近的阴影来判断皱褶区域内的高度；分析平行光源产生的阴影，找出需要分析的皱褶区域内光亮度最亮的像素，假设此像素的光亮度是I′，再找出光亮度最暗的像素；假设此点的光亮度是I＂，如果此点处于对称轴上，则表示此平行光源垂直于物体所处的平面，那么皱褶的高度与光亮度的关系是：公式中，h为所求点的高度；I为所求点的光亮度；a为最宽处的宽度；步骤二、遗传算法的设计：选取皱褶边界中的2M个点，表示织物的皱褶边界；在这2M个点中，以皱褶较长的一边中部作为对称轴，左右各M个点；用一B样条曲线来表示y坐标值相等的一对中间皱褶的形状，这一对点间再用三个控制节点来控制此B样条曲线的形状，其中的一点在此B样条曲线上z坐标值最大的那一点，其他的两个点平均分布在这个最高点两侧与此曲线边界点之间；这样，一个皱褶可以用10M个点来表示，即由5M个个体组成一个皱褶的第一代种群；每个体所表示的基因值有该点的三个坐标值、该点的RGB颜色值，一共6个值；迭代时与原始照片中皱褶的边界相比较，加入人工参与，修改表示边界点的坐标值，使得模拟皱褶的边界与原始照片中的边界形状越来越相似；通过遗传算法与人工干预相结合的方法来完善皱褶的形状，每一次迭代后，参加适应度函数进化的个体将发生改变，这样我们适应度函数的形式不变，但适应度函数进行选择的个体发生变化，每迭代一次就发生一个个体位置的改变，这样个体位置循环变化，直到用户满意为止。