数字图像的浅浮雕建模研究

发布时间：2020-05-07 18:02

【摘要】：传统艺术浅浮雕的数字化建模是计算机三维建模领域富有挑战性的研究方向。目前,浅浮雕数字化建模技术主要有二种,一是对物体的三维模型进行压缩形成浅浮雕模型,一是从数字图像中恢复物体高度值得到浅浮雕模型。基于物体三维模型的浅浮雕建模技术能够实现的前提条件是物体的三维模型已经存在,然而,在实际应用中许多需要制作成浅浮雕的物体难以获得其原始的三维模型。基于数字图像的浅浮雕建模技术能够从图像中恢复出物体三维模型,丰富了浅浮雕建模的对象,拓展了浅浮雕的创作空间,提升了浅浮雕的生产效率。以单幅数字图像为研究对象,本文着重探究图像的轮廓提取、区域划分、高度值恢复以及表面三维重构等关键技术,以期快速构建出既具有三维空间立体感,又具有平面感的浅浮雕模型,主要开展了以下工作:1.数字图像的轮廓提取:改进和优化基于流的高斯差分算法,降低算法的复杂度,实现高质量图像轮廓的提取,为图像区域划分奠定基础。2.数字图像的区域划分:改进传统连通域标定算法,在划分的区域要符合实际的前提下,优化和提高算法的稳定性和效率。利用已经提取到的图像轮廓,采用改进的连通域标定算法对数字图像进行区域划分,得到合适的图像区域,为高度值恢复提供支撑。3.数字图像的高度值恢复。分析明暗恢复形状(SFS)算法计算像素点高度值的原理,并改进SFS算法,得到更加符合实际的物体表面三维点云数据。4.点云数据的三维重构。使用三角化算法,对恢复生成的点云数据进行三维重构,得到数字图像的浅浮雕模型。5.实验验证和评价:运用层次分析法,分析和评价传统SFS算法和本文算法所构建的浅浮雕模型,明确本文算法得到的结果相对于传统SFS算法形成的浅浮雕更为逼真。
【图文】：

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浙江理工大学硕士学位论文数字图像的浅浮雕建模研究具有重要的意义和应用前景。1.2 浅浮雕创作特点浮雕是雕塑的表现形式之一。浮雕将雕塑和绘画相结合的，一般依附于一个平面，过一个面或多个面来展现物体的三维形态。在原始时代，最为常见的是岩石上的壁画和略的刻画，其作用是用来记载先人的生活信息和周围的环境情况。通过历史文物等我们以发现，在中国的历史长河中上，浮雕工艺也出现在一些器物上，，比如青铜器和陶器等浮雕同样也常见于寺庙、黄陵以及洞窟等建筑上，这些都是当时艺术的表现形式。身处代，浮雕设计也常出现在生活的每个角落，且在我们生活中的表现形式也是多种多样。建筑物上的浮雕墙，生活中使用的硬币、佩戴的翡翠雕件、玉雕件，工艺茶壶和木雕等如图 1.1 所示：

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4图 1.2 浮雕制作工艺步骤3 浅浮雕建模技术的研究现状市面上有很多三维建模软件可以进行 3D 造型设计，如：3D MAX、Maya、Rhino 这些方法在进行浅浮雕建模设计时会异常复杂，且最后的造型同样存在受建模操作者响，因此该方法不适合与浅浮雕建模。除去传统的浅浮雕建模制作方法以外，浅浮雕建模通常分为两类：一种是基于三维模型通过映射得到浅浮雕模型的建模方法，另一种是基于数字图像进行高度值恢复的雕建模方法。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：J312.2;TP391.41

【参考文献】