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材质过渡合成

Transition Texture Synthesis

  • 摘要: 材质贴图(Texture Mapping)的技术是目前在增进影像逼真程度上,最常使用也是最佳的方法之一。传统材质贴图的作法,容易产生大量的内存需求的问题,或是容易产生材质重复出现的现象。材质合成的研究可以应用在产生多变性地形材质的目的上;对于两种不同材质间过渡转换的情形,我们则依据区块材质合成算法为基础,提出了一个产生过渡材质(transition texture)的算法,利用两张不同材质图中的材质特征,寻找出两两材质间合适的转换路径(transition cut),最后合成出一张介于两张不同材质图之间的过渡材质图。结合此过渡材质图与其它合成材质图,我们可以产生一张广大且无缝的自然地形景观材质图。在地形上会使用到的自然景观材质图,在两两材质图的交界处,通常是传统的材质贴图作法中,比较无法正确表现之处。使用传统混色(blending)的作法,无法表现出精确的材质细节;如果使用真正的自然景观影像当成材质图,虽然可以表现出精确的材质细节,但却需耗费大量的内存容量来储存这些自然的影像。我们提出产生过渡材质图(transition texture)的算法,在两张自然景观的材质图中,产生出这些自然材质图的特征图(feature map),并在特征图中,寻找出一条我们称之为过渡路径(transition cut)的交接边线,使用此寻找过渡路径的方法可以正确的依据材质中组件的边缘,切割出合理且细致的影像。然后再采用我们所提出的材质合成算法,将两张不同的材质影像合并形成ㄧ张过渡材质图(transition texture)。我们以区块方式(Patch-base sampling)的材质合成算法为基础,结合特征图的信息。以此方式我们可以产生出逼真且具有细致材质的过渡材质合成图最后,透过Game of Life以及Wang tiles这两个数学模型来呈现出具有良好视觉效果的自然地形贴图规则,并应用我们所产生出来的一系列过渡材质图,可以在所产生的地形上,产生逼真的视觉效果。透过此论文所提出之作法,可以大量减少材质图的使用,仅须少量的自然景观材质图,即可产生一系列具有过渡效果的新材质图,在大范围之地形上,产生具有逼真视觉效果的结果。

     

    Abstract: Synthesis of transition textures is essential for displaying visuallyacceptable appearances on a terrain. This investigation presents amodified method for synthesizing the transition texture to be tiled on aterrain. All transition pattern types are recognized for a number ofinput textures. The proposed modified patch-based sampling texturesynthesis approach, using the extra feature map of the input source andtarget textures for patch matching, can synthesize any transitiontexture on a succession pattern by initializing the output texture usinga portion of the source texture enclosed in a transition cut. Thetransition boundary is further enhanced to improve the visual effect bytracing out the integral texture elements. Either the Game of Life modelor Wang tiles method are exploited to present a good-looking profile ofsuccessions on a terrain for tiling transition textures. Experimentalresults indicate that the proposed method requires few input textures,yet synthesizes numerous tileable transition textures, which are usefulfor obtaining a vivid appearance of a terrain.

     

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