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基于汉画像拓片恢复三维浮雕效果

作　者: 李著文
导　师: 于金辉
学　校: 浙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 三维建模几何约束浮雕拓印图文化遗产保护
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 38次
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内容摘要

本文提出了一种从画像砖拓印图片估计其画像砖三维浮雕的方法,该方法将浮雕的估计分为低频和高频两部分来估计,恢复的三维模型在视觉上有良好的效果。该研究对于破损、被盗取以及丢失的画像砖的保护做出了重大的贡献。我们估计的三维浮雕模型可以应用于数字图书馆、数字博物馆和浮雕生产等。在我们的方法中,对应于画像砖浮雕低频部分的基础浮雕表面采用自动的方法由基于偏微分方程网格变形算法得到。基础浮雕表面的高度图估计涉及到物体区域检测,变形约束的确定,基于偏微分方程的网格变形算法以及三维网格到高度图的转化四个部分。首先我们采用snake算法检测拓印图中的物体区域,接近物体区域中间的点被选取为控制点并且被赋予由基于腐蚀操作的轮廓图得到的高度值。这些被选取的点、物体边界点以及边界的法向以及三维网格本身的偏微分属性被作为约束来解一个最小化能量方程得到变形后的网格。最终为了方便基础浮雕与后一步得到的局部细节的高度图进行混合叠加,我们将变形后的三维模型转化为一张低频高度图。高频细节部分可以直接由拓印图片得到,用户也可以有选择的利用我们提供的交互工具来完善高频细节,最终的浮雕高度图通过混合叠加低频高度图和高频高度图得到。最后我们发现本文的方法不仅能成功的适用于由画像砖拓片估计其浮雕效果的情况,也同样适用于以某些图片作为输入生成具有浮雕效果的表面的情况。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章绪论  9-15
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 相关工作  10-12
    1.2.1 传统的单幅图像三维重建方法  10-12
    1.2.2 传统的浮雕生成算法  12
  1.3 研究内容  12-13
  1.4 本文组织结构  13-14
  1.5 本章小结  14-15
第2章汉画像拓片恢复三维浮雕效果系统框架  15-21
  2.1 引言  15
  2.2 系统框架  15-16
  2.3 系统界面简介  16-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章低频部分高度图估计  21-36
  3.1 引言  21
  3.2 拓片中物体区域检测  21-26
    3.2.1 活动轮廓模型  21-25
    3.2.2 物体区域提取  25-26
  3.3 变形约束条件的自动确定  26-30
    3.3.1 区域骨架的提取  27-28
    3.3.2 高度约束的确定  28-30
  3.4 基于偏微分方程的网格变形  30-34
    3.4.1 拉普拉斯微分坐标  30-33
    3.4.2 传统网格变形方法的改进  33-34
  3.5 三维网格到高度图的转化  34-35
  3.6 本章小结  35-36
第4章高度估计及最终高度图生成  36-40
  4.1 引言  36
  4.2 高频细节估计  36-38
    4.2.1 高频细节初始估计  36-37
    4.2.2 高频细节交互工具  37-38
  4.3 低频基础浮雕与高频细节的叠加  38-39
  4.4 本章小结  39-40
第5章画像砖浮雕效果实验结果  40-48
  5.1 引言  40
  5.2 算法的开销分析  40
  5.3 由画像砖拓片生成浮雕效果结果展示  40-43
  5.4 由照片生成浮雕效果结果展示  43-45
  5.5 本文的局限性  45-47
  5.6 本章小结  47-48
第6章工作总结及展望  48-50
  6.1 本文完成的主要研究工作  48
  6.2 本文的主要贡献以及创新点  48-49
  6.3 进一步的研究工作  49-50
参考文献  50-53
攻读硕士学位期间主要的研究成果  53-54
致谢  54

基于汉画像拓片恢复三维浮雕效果

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