CN111986335B - 纹理贴图方法和装置、计算机可读存储介质、电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了一种纹理贴图方法和装置、计算机可读存储介质、电子设备，其中，方法包括：为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片；对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图；基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整；基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片；将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图；本公开实施例缩小了纹理图集所占用的空间大小，提高了纹理贴图的效率。

Description

纹理贴图方法和装置、计算机可读存储介质、电子设备

技术领域

本公开涉及纹理贴图技术领域，尤其是一种纹理贴图方法和装置、计算机可读存储介质、电子设备。

背景技术

为了使渲染的图形看起来更真实，Direct3D提供了在物体表面绘制纹理的功能。一般说来，纹理是表示物体表面的一幅或几幅二维图形，也称纹理贴图(texture)。当把纹理按照特定的方式映射到物体表面上的时候，能使物体看上去更加真实。当前流行的图形系统中，纹理绘制已经成为一种必不可少的渲染方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本公开。本公开的实施例提供了一种纹理贴图方法和装置、计算机可读存储介质、电子设备。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种纹理贴图方法，包括：

为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片；其中，所述三维模型包括多个三角面片；

对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图；

基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整；

基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片；其中，每个所述平面区域对应一个所述目标纹理片；

将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图。

可选地，所述对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图，包括：

提取所述三维模型中包括的至少一个所述平面区域；

为每个所述平面区域确定一个虚拟相机；

将所述平面区域映射到所述虚拟相机的成像平面，得到每个所述平面区域对应的所述二维平面图。

可选地，在为每个所述平面区域确定一个虚拟相机之前，还包括：

确定所述平面区域中包括的至少一个三角面片和所述平面区域的法线方向；

所述为每个所述平面区域确定一个虚拟相机，包括：

根据所述平面区域中包括的所有三角面片的顶点坐标确定所述平面区域的质心；

设置一个成像平面通过所述平面区域的质心，且视线方向与所述平面区域的法线平行的虚拟相机作为所述虚拟相机。

可选地，在基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整之前，还包括：

为每个所述平面区域确定一个包围盒；

所述基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整，包括：

按照每个所述包围盒的长宽比，调整每个所述平面区域对应的所述二维平面图的长宽比；

基于每个所述平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定所述二维平面图的分辨率。

可选地，所述基于每个所述平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定所述二维平面图的分辨率，包括：

针对每个所述平面区域，获得所述平面区域对应的至少一个初始纹理片中每个初始纹理片包括的像素数量，得到所述平面区域对应的像素数量；

对所述二维平面图执行缩放操作，使所述二维平面图中有效区域的像素数量等于所述平面区域对应的像素数量。

可选地，在基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片之前，还包括：

确定所述平面区域的面积与所述包围盒的面积之间的比例值；

所述基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片，包括：

基于调整后的所述二维平面图的分辨率和所述比例值，确定所述目标纹理片的分辨率；

以所述二维平面图的长宽比作为所述目标纹理片的长宽比，得到确定长宽比和分辨率的所述目标纹理片。

可选地，在将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图之前，还包括：

对至少一个所述目标纹理片分别进行方向旋转，得到至少一个旋转纹理片；

所述将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图，包括：

将所述至少一个旋转纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图。

可选地，所述对至少一个所述目标纹理片分别进行方向旋转，得到至少一个旋转纹理片，包括：

利用主成分分析方法对所述至少一个目标纹理片中的每个目标纹理片确定一个对应的主方向；

分别旋转每个所述目标纹理片，使所述目标纹理片中的最大坐标对应所述主方向，得到所述至少一个旋转纹理片。

可选地，在为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片之后，还包括：

对所述多个初始纹理片中至少一个初始纹理片进行颜色调整，降低所述多个初始纹理片之间的颜色差异。

根据本公开实施例的另一方面，提供了一种纹理贴图装置，包括：

初始纹理片确定模块，用于为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片；其中，所述三维模型包括多个三角面片；

平面确定模块，用于对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图；

平面调整模块，用于基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整；

目标确定模块，用于基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片；其中，每个所述平面区域对应一个所述目标纹理片；

纹理片合成模块，用于将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图。

可选地，所述平面确定模块，包括：

平面提取单元，用于提取所述三维模型中包括的至少一个所述平面区域；

相机虚拟单元，用于为每个所述平面区域确定一个虚拟相机；

平面映射单元，用于将所述平面区域映射到所述虚拟相机的成像平面，得到每个所述平面区域对应的所述二维平面图。

可选地，所述平面确定模块，还包括：

平面操作单元，用于确定所述平面区域中包括的至少一个三角面片和所述平面区域的法线方向；

所述相机虚拟单元，具体用于根据所述平面区域中包括的所有三角面片的顶点坐标确定所述平面区域的质心；设置一个成像平面通过所述平面区域的质心，且视线方向与所述平面区域的法线平行的虚拟相机作为所述虚拟相机。

可选地，所述装置还包括：

包围盒确定模块，用于为每个所述平面区域确定一个包围盒；

所述平面调整模块，具体用于按照每个所述包围盒的长宽比，调整每个所述平面区域对应的所述二维平面图的长宽比；基于每个所述平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定所述二维平面图的分辨率。

可选地，所述平面调整模块在基于每个所述平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定所述二维平面图的分辨率时，用于针对每个所述平面区域，获得所述平面区域对应的至少一个初始纹理片中每个初始纹理片包括的像素数量，得到所述平面区域对应的像素数量；对所述二维平面图执行缩放操作，使所述二维平面图中有效区域的像素数量等于所述平面区域对应的像素数量。

可选地，所述装置还包括：

比例确定模块，用于确定所述平面区域的面积与所述包围盒的面积之间的比例值；

所述目标确定模块，具体用于基于调整后的所述二维平面图的分辨率和所述比例值，确定所述目标纹理片的分辨率；以所述二维平面图的长宽比作为所述目标纹理片的长宽比，得到确定长宽比和分辨率的所述目标纹理片。

可选地，所述装置还包括：

方向旋转模块，用于对至少一个所述目标纹理片分别进行方向旋转，得到至少一个旋转纹理片；

所述纹理片合成模块，具体用于将所述至少一个旋转纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图。

可选地，所述方向旋转模块，具体用于利用主成分分析方法对所述至少一个目标纹理片中的每个目标纹理片确定一个对应的主方向；分别旋转每个所述目标纹理片，使所述目标纹理片中的最大坐标对应所述主方向，得到所述至少一个旋转纹理片。

可选地，所述装置还包括：

颜色调整模块，用于对所述多个初始纹理片中至少一个初始纹理片进行颜色调整，降低所述多个初始纹理片之间的颜色差异。

根据本公开实施例的又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述任一实施例所述的纹理贴图方法。

根据本公开实施例的还一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述任一实施例所述的纹理贴图方法。

基于本公开上述实施例提供的一种纹理贴图方法和装置、计算机可读存储介质、电子设备，为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片；其中，所述三维模型包括多个三角面片；对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图；基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整；基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片；其中，每个所述平面区域对应一个所述目标纹理片；将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图；本公开实施例通过对三维模型中的平面区域进行处理得到目标纹理片，由于每个目标纹理片对应一个平面区域，即，缩小了每个三角面片对应的初始纹理片之间的距离，极大的缩小了纹理图集所占用的空间大小，提高了纹理贴图的效率。

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

通过结合附图对本公开实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是本公开一示例性实施例提供的纹理贴图方法的流程示意图。

图2是本公开图1所示的实施例中步骤104的一个流程示意图。

图3是本公开一可选示例中对一房屋三维模型提取得到的平面区域示意图。

图4a是本公开一可选示例中基于三维模型提取的平面区域示意图。

图4b是本公开一可选示例中对图4a所示平面区域确定的二维平面示意图。

图4c是现有技术对三维模型提取的多个三角面片示意图。

图4d是现有技术基于图4c所示示意图得到的多个纹理片示意图。

图5是本公开另一示例性实施例提供的纹理贴图方法的流程示意图。

图6是本公开一可选示例中为三角面片确定对应的初始纹理片构建的图。

图7是本公开一示例性实施例提供的纹理贴图装置的结构示意图。

图8是本公开一示例性实施例提供的电子设备的结构图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本公开的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，应理解，本公开不受这里描述的示例实施例的限制。

应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

本领域技术人员可以理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

还应理解，在本公开实施例中，“多个”可以指两个或两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。

还应理解，对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。

另外，本公开中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本公开中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本公开实施例可以应用于终端设备、计算机系统、服务器等电子设备，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与终端设备、计算机系统、服务器等电子设备一起使用的众所周知的终端设备、计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统、大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。

终端设备、计算机系统、服务器等电子设备可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。

申请概述

在实现本公开的过程中，发明人发现，现有技术中的纹理贴图方法，是将对应三维模型中的每个三角面片的所有初始纹理片以包围盒的形式从图片中将初始纹理片拷贝出来，存入纹理图集中，但该技术方案至少存在以下问题：对纹理空间的浪费较大，由于三维模型的显示需要预先将纹理图集加载到显存中，所以纹理空间较大的话，会导致显示的卡顿甚至崩溃。

示例性方法

图1是本公开一示例性实施例提供的纹理贴图方法的流程示意图。本实施例可应用在电子设备上，如图1所示，包括如下步骤：

步骤102，为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片。

其中，三维模型包括多个三角面片。

可选地，可利用马尔科夫随机场为每个三角面片获得对应的图片区域，通过将图片区域从原纹理图片中截取出来，作为初始纹理片(texture patch)。

步骤104，对三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图。

在一实施例中，将三维模型中的平面区域作为整体进行处理，将平面区域作为三维空间中的一个二维平面映射到平面的二维图像中。

步骤106，基于每个平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对平面区域对应的二维平面图进行调整。

基于平面区域确定的二维平面图的分辨率(包括的像素数量)是不确定的，本实施例中，通过平面区域对应的至少一个初始纹理片确定二维平面图的分辨率，以获得目标纹理片，以使目标纹理片中包括需要对平面区域进行贴图的图片内容，实现以目标纹理片对对应的平面区域进行纹理贴图。

步骤108，基于调整后的二维平面确定目标纹理片，得到至少一个目标纹理片。

其中，每个平面区域对应一个目标纹理片。

本实施例相对于现有技术中直接以三角面片对应的初始纹理片的包围盒合成的纹理图集，本实施例通过每个平面区域对应一个目标纹理片，缩小了同一平面区域中多个三角面片对应的初始纹理片之间的无效区域，缩小了目标纹理片所占用的空间。

步骤110，将至少一个目标纹理片合成到纹理图集中，以纹理图集进行纹理贴图。

本实施例中，通过将至少一个目标纹理片合成到纹理图集中，并预存到纹理空间中，在进行纹理贴图时，直接从纹理空间获取纹理图集即可实现对三维模型的纹理贴图，提高了纹理贴图的效率。

本公开上述实施例提供的一种纹理贴图方法，为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片；其中，所述三维模型包括多个三角面片；对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图；基于所述多个初始纹理片和至少一个所述二维平面图，确定至少一个目标纹理片；其中，每个所述平面区域对应一个所述目标纹理片；将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图；本公开实施例通过对三维模型中的平面区域进行处理得到目标纹理片，由于每个目标纹理片对应一个平面区域，即，缩小了每个三角面片对应的初始纹理片之间的距离，极大的缩小了纹理图集所占用的空间大小，提高了纹理贴图的效率。

如图2所示，在上述图1所示实施例的基础上，步骤104可包括如下步骤：

步骤1041，提取三维模型中包括的至少一个平面区域。

步骤1042，为每个平面区域确定一个虚拟相机。

步骤1043，将平面区域映射到虚拟相机的成像平面，得到每个平面区域对应的二维平面图。

可选地，在三维模型中，可能包括至少一个平面区域，例如，如图3所示的房屋三维模型中包括的墙面地面等分别为不同的平面区域，可如图3所示将不同平面分割出来，得到多个平面区域；可通过对每个平面区域模拟一个虚拟相机，通过虚拟相机将三维模型中的每个平面区域映射到二维平面(相机拍摄的照片)中，通过将三维信息投影得到二维信息，减少了信息处理量，提高了处理速度，并且缩小了平面区域占用的空间。

在上述图2所示的实施例的基础上，在步骤1042之前，还可以包括：

确定平面区域中包括的至少一个三角面片和平面区域的法线方向；

可选地，步骤1042可包括：

根据平面区域中包括的所有三角面片的顶点坐标确定平面区域的质心；

设置一个成像平面通过平面区域的质心，且视线方向与平面区域的法线平行的虚拟相机作为虚拟相机。

本实施例中，每个平面区域中包括至少一个三角面片，每个三角面片包括三个顶点，以所有三角面片的所有顶点坐标加权可确定平面区域的坐标，可选地，每个顶点坐标的权重可设置为均为1，或根据每个三角面片的面积不同确定其对应的三个顶点坐标的权重；通过所有顶点坐标确定平面区域的质心的坐标，使模拟的虚拟相机的成像平面通过该质心，且视线方向(拍摄方向)与平面区域的法线平行，确定了虚拟相机的成像平面的方向，可将平面区域映射到虚拟相机的成像平面上，以得到二维平面图。

在上述图1所示的实施例的基础上，在步骤106之前，还可以包括：

为每个平面区域确定一个包围盒；

步骤106可以包括：

按照每个包围盒的长宽比，调整每个平面区域对应的二维平面图的长宽比；

基于每个平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定二维平面图的分辨率。

包围盒是一种求解离散点集最优包围空间的算法，基本思想是用体积稍大且特性简单的几何体(称为包围盒)来近似地代替复杂的几何对象；本实施例中，包围盒的形状可以是矩形等简单的平面形状(例如，以平面区域中的最大坐标点的坐标(包括x轴坐标和y轴坐标)为长和宽建立的矩形)，以包围盒的长宽比对二维平面图的长宽比进行调整，以使二维平面图的长宽比等于包围盒的长宽比。

可选地，基于每个平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定二维平面图的分辨率，包括：

针对每个平面区域，获得平面区域对应的至少一个初始纹理片中每个初始纹理片包括的像素数量，得到平面区域对应的像素数量；

对二维平面图执行缩放操作，使二维平面图中有效区域的像素数量等于平面区域对应的像素数量。

其中，二维平面图中的有效区域是指平面取票映射到虚拟相机的成像平面中的区域，本实施例中的有效区域可参照图4所示的可选示例，其中图4a是基于图3提供的房屋三维模型得到的多个平面区域，对图4a中的平面区域进行映射，得到如图4b所示的二维平面图，其中图4b中的白色区域为有效区域；而如果对图3提供的房屋三维模型采用现有技术的纹理贴图方法，首先，可得到如图4c所示的多个三角面片，基于每个纹理片得到的多个纹理片如图4d所示，其中白色区域为有效区域，基于图4b和4d，可明显得知，本实施例得到的二维平面图中有效区域占比明显大于现有技术，即，二维平面图中的无效区域较小，提高了贴图空间的利用率；二维平面图为平面区域的包围盒映射到虚拟相机的成像平面中的区域；本实施例中，首先确定平面区域对应的每个初始纹理片的面积(以像素数量进行表达)，以平面区域对应的所有初始纹理片的面积之和作为平面区域对应的面积S，此时对二维平面图执行缩放操作，使有效区域的像素数量等于面积S。

在上述图1所示的实施例的基础上，在步骤108之前，还可以包括：

确定平面区域的面积与包围盒的面积之间的比例值。

步骤108可以包括：

基于调整后的二维平面图的分辨率和比例值，确定目标纹理片的分辨率；以二维平面图的长宽比作为目标纹理片的长宽比，得到确定长宽比和分辨率的目标纹理片。

在上述实施例中，确定了二维平面图中有效区域的面积，而由于二维平面图是包围盒映射得到的，因此，二维平面图中有效区域的面积与二维平面图的面积之间的比值，等于平面区域的面积与包围盒的面积之间的比例值a；此时，在已知有效区域的面积S和有效区域的面积与二维平面图的面积之间的比值a的前提下，可知，二维平面图的面积(即分辨率)为S/a，此时，将调整了长宽比和分辨率的二维平面图作为平面区域的目标纹理片。

图5是本公开另一示例性实施例提供的纹理贴图方法的流程示意图。如图5所示，包括如下步骤：

步骤502，为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片。

其中，三维模型包括多个三角面片。

步骤504，对三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图。

步骤506，基于每个平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对平面区域对应的二维平面图进行调整。

步骤508，基于调整后的二维平面确定目标纹理片，得到至少一个目标纹理片。

其中，每个平面区域对应一个目标纹理片。

步骤509，对至少一个目标纹理片分别进行方向旋转，得到至少一个旋转纹理片。

可选地，可利用主成分分析方法对至少一个目标纹理片中的每个目标纹理片确定一个对应的主方向；

分别旋转每个目标纹理片，使目标纹理片中的最大坐标对应主方向，得到至少一个旋转纹理片。

步骤510，将至少一个旋转纹理片合成到纹理图集中，以纹理图集进行纹理贴图。

其中，主成分分析方法(PCA)，又称主分量分析方法，旨在利用降维的思想，把多指标转化为少数几个综合指标。本实施例中，利用主成分分析方法将目标纹理片从二维图像降维到一维，以该一维数据中数据最大的方向作为该目标纹理片的主方向；通过将目标纹理片中的最大坐标调整与主方向对齐，可实现目标纹理片(目标纹理片对应平面区域的包围盒)中的无效区域尽可能的小，以提高有效区域在目标纹理片中的占比，进一步节省纹理贴图所占用的空间，提高纹理贴图的效率。

在一些可选的实施例中，步骤102或502之后，还包括：

对多个初始纹理片中至少一个初始纹理片进行颜色调整，降低多个初始纹理片之间的颜色差异。

由于在三维模型中，不同的初始纹理片来自不同的图片，所以光照条件和相机的曝光时间等很可能不同，导致在不同的初始纹理片之间存在较为明显的颜色差异，所以需要在不同的初始纹理片之间做颜色调整；可选地，先进行全局颜色调整，后进行局部颜色调整(对两个初始纹理片连接的边界区进行扩展到附近像素的颜色调整，使颜色过渡不突兀)。

在一些可选的实施例中，步骤102对三维模型的每个三角面片选择合适的图片区域与之对应，并将图片中连通的对应区域截取出来，作为纹理片(texture patch)，为了使纹理图集排布紧密，并且由于颜色调整会丢失一些信息，为了避免信息的丢失，本实施例希望相邻的三角面片尽量选择同一图片中的对应区域作为纹理片，基于该目的，可通过以下具体示例实现：

假设输入是一个含n个三角面片的网格模型，以及与其对应的已知内参和外参的m张图片，目的为：

1)使每个在r(1≤r≤m)张图片中可见的三角面片从r张图片中选择一个合适的视角；

2)考虑到纹理片的个数越多，纹理空间越大，边界越长(导致颜色调整量越大)，所以要使相邻的面片更倾向于对应同一张图片。

基于上面两个目的，将视角选择问题抽象为最小化含有数据项(data term)和平滑项(smoothness term，控制连续性)的能量方程(energy function)使相邻的面片尽可能的选择图像上连通的区域；具体的求解方法是构建一个图G＝{V，E}，其中V(顶点)分为两类，一类是所有可见三角面片的集合，记为

另一类所有图片(标签)的集合，记为

E(边)分为两类，其中相邻三角面片之间的边记为n-link，三角面片与标签之间的边记为t-link，例如，如图6所示。

然后建立与图相应的能量方程，能量方程如以下公式(1)所示：

其中，数据项(对应t-link)为该面片投影到该标签(图片)上区域的梯度幅值的积分

意义为选取分辨率较高的标签；平滑项选取potts模型，即

本公开实施例提供的任一种纹理贴图方法可以由任意适当的具有数据处理能力的设备执行，包括但不限于：终端设备和服务器等。或者，本公开实施例提供的任一种纹理贴图方法可以由处理器执行，如处理器通过调用存储器存储的相应指令来执行本公开实施例提及的任一种纹理贴图方法。下文不再赘述。

示例性装置

图7是本公开一示例性实施例提供的纹理贴图装置的结构示意图。如图7所示，本实施例提供的装置包括：

初始纹理片确定模块71，用于为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片。

其中，三维模型包括多个三角面片。

平面确定模块72，用于对三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图。

平面调整模块73，用于基于每个平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对平面区域对应的二维平面图进行调整。

目标确定模块74，用于基于调整后的二维平面确定目标纹理片，得到至少一个目标纹理片。

其中，每个平面区域对应一个目标纹理片。

纹理片合成模块75，用于将至少一个目标纹理片合成到纹理图集中，以纹理图集进行纹理贴图。

本公开上述实施例提供的一种纹理贴图装置，为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片；其中，所述三维模型包括多个三角面片；对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图；基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整；基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片；其中，每个所述平面区域对应一个所述目标纹理片；将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图；本公开实施例通过对三维模型中的平面区域进行处理得到目标纹理片，由于每个目标纹理片对应一个平面区域，即，缩小了每个三角面片对应的初始纹理片之间的距离，极大的缩小了纹理图集所占用的空间大小，提高了纹理贴图的效率

在一些可选的实施例中，平面确定模块92，包括：

平面提取单元，用于提取三维模型中包括的至少一个平面区域；

相机虚拟单元，用于为每个平面区域确定一个虚拟相机；

平面映射单元，用于将平面区域映射到虚拟相机的成像平面，得到每个平面区域对应的二维平面图。

可选地，平面确定模块92，还包括：

平面操作单元，用于确定平面区域中包括的至少一个三角面片和平面区域的法线方向；

相机虚拟单元，具体用于根据平面区域中包括的所有三角面片的顶点坐标确定平面区域的质心；设置一个成像平面通过平面区域的质心，且视线方向与平面区域的法线平行的虚拟相机作为虚拟相机。

可选地，本实施例提供的装置还包括：

包围盒确定模块，用于为每个平面区域确定一个包围盒；

平面调整模块73，具体用于按照每个包围盒的长宽比，调整每个平面区域对应的二维平面图的长宽比；基于每个平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定二维平面图的分辨率。

可选地，平面调整模块73在基于每个平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定二维平面图的分辨率时，用于针对每个平面区域，获得平面区域对应的至少一个初始纹理片中每个初始纹理片包括的像素数量，得到平面区域对应的像素数量；对二维平面图执行缩放操作，使二维平面图中有效区域的像素数量等于平面区域对应的像素数量。

在一些可选的实施例中，本实施例提供的装置还包括：

比例确定模块，用于确定平面区域的面积与包围盒的面积之间的比例值；

目标确定模块74，具体用于基于调整后的二维平面图的分辨率和比例值，确定目标纹理片的分辨率；以二维平面图的长宽比作为目标纹理片的长宽比，得到确定长宽比和分辨率的目标纹理片。

在一些可选的实施例中，本实施例提供的装置还包括：

方向旋转模块，用于对至少一个目标纹理片分别进行方向旋转，得到至少一个旋转纹理片；

纹理片合成模块75，具体用于将至少一个旋转纹理片合成到纹理图集中，以纹理图集进行纹理贴图。

可选地，方向旋转模块，具体用于利用主成分分析方法对至少一个目标纹理片中的每个目标纹理片确定一个对应的主方向；分别旋转每个目标纹理片，使目标纹理片中的最大坐标对应所述主方向，得到至少一个旋转纹理片。

在一些可选的实施例中，本实施例提供的装置还包括：

颜色调整模块，用于对多个初始纹理片中至少一个初始纹理片进行颜色调整，降低多个初始纹理片之间的颜色差异。

示例性电子设备

下面，参考图8来描述根据本公开实施例的电子设备。该电子设备可以是第一设备100和第二设备200中的任一个或两者、或与它们独立的单机设备，该单机设备可以与第一设备和第二设备进行通信，以从它们接收所采集到的输入信号。

图8图示了根据本公开实施例的电子设备的框图。

如图8所示，电子设备80包括一个或多个处理器81和存储器82。

处理器81可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备80中的其他组件以执行期望的功能。

存储器82可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器81可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本公开的各个实施例的纹理贴图方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。

在一个示例中，电子设备80还可以包括：输入装置83和输出装置84，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。

例如，在该电子设备是第一设备100或第二设备200时，该输入装置83可以是上述的麦克风或麦克风阵列，用于捕捉声源的输入信号。在该电子设备是单机设备时，该输入装置83可以是通信网络连接器，用于从第一设备100和第二设备200接收所采集的输入信号。

此外，该输入设备83还可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置84可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出设备84可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图8中仅示出了该电子设备80中与本公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备80还可以包括任何其他适当的组件。

示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质

除了上述方法和设备以外，本公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的纹理贴图方法中的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本公开的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的纹理贴图方法中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

可能以许多方式来实现本公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (20)

1.一种纹理贴图方法，其特征在于，包括：

为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片；其中，所述三维模型包括多个三角面片；

对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图；

基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整；

基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片；通过所述平面区域对应的至少一个初始纹理片确定所述二维平面图的分辨率，以获得目标纹理片；其中，每个所述平面区域对应一个所述目标纹理片，所述目标纹理片中包括需要对所述平面区域进行贴图的图片内容；

将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图，包括：

提取所述三维模型中包括的至少一个所述平面区域；

为每个所述平面区域确定一个虚拟相机；

将所述平面区域映射到所述虚拟相机的成像平面，得到每个所述平面区域对应的所述二维平面图。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在为每个所述平面区域确定一个虚拟相机之前，还包括：

确定所述平面区域中包括的至少一个三角面片和所述平面区域的法线方向；

所述为每个所述平面区域确定一个虚拟相机，包括：

根据所述平面区域中包括的所有三角面片的顶点坐标确定所述平面区域的质心；

设置一个成像平面通过所述平面区域的质心，且视线方向与所述平面区域的法线平行的虚拟相机作为所述虚拟相机。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，在基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整之前，还包括：

为每个所述平面区域确定一个包围盒；

所述基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整，包括：

按照每个所述包围盒的长宽比，调整每个所述平面区域对应的所述二维平面图的长宽比；

基于每个所述平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定所述二维平面图的分辨率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于每个所述平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定所述二维平面图的分辨率，包括：

针对每个所述平面区域，获得所述平面区域对应的至少一个初始纹理片中每个初始纹理片包括的像素数量，得到所述平面区域对应的像素数量；

对所述二维平面图执行缩放操作，使所述二维平面图中有效区域的像素数量等于所述平面区域对应的像素数量。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片之前，还包括：

确定所述平面区域的面积与所述包围盒的面积之间的比例值；

所述基于调整后的所述二维平面确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片，包括：

基于调整后的所述二维平面图的分辨率和所述比例值，确定所述目标纹理片的分辨率；

以所述二维平面图的长宽比作为所述目标纹理片的长宽比，得到确定长宽比和分辨率的所述目标纹理片。

7.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，在将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图之前，还包括：

对至少一个所述目标纹理片分别进行方向旋转，得到至少一个旋转纹理片；

所述将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图，包括：

将所述至少一个旋转纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对至少一个所述目标纹理片分别进行方向旋转，得到至少一个旋转纹理片，包括：

利用主成分分析方法对所述至少一个目标纹理片中的每个目标纹理片确定一个对应的主方向；

分别旋转每个所述目标纹理片，使所述目标纹理片中的最大坐标对应所述主方向，得到所述至少一个旋转纹理片。

9.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，在为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片之后，还包括：

对所述多个初始纹理片中至少一个初始纹理片进行颜色调整，降低所述多个初始纹理片之间的颜色差异。

10.一种纹理贴图装置，其特征在于，包括：

初始纹理片确定模块，用于为待贴图的三维模型中包括的每个三角面片确定对应的图片区域，得到多个初始纹理片；其中，所述三维模型包括多个三角面片；

平面确定模块，用于对所述三维模型中包括的至少一个平面区域进行处理，得到至少一个二维平面图；

平面调整模块，用于基于每个所述平面区域中包括的至少一个三角面片对应的初始纹理片，对所述平面区域对应的所述二维平面图进行调整；

目标确定模块，用于基于调整后的所述二维平面图确定目标纹理片，得到至少一个所述目标纹理片；通过所述平面区域对应的至少一个初始纹理片确定所述二维平面图的分辨率，以获得目标纹理片；其中，每个所述平面区域对应一个所述目标纹理片，所述目标纹理片中包括需要对所述平面区域进行贴图的图片内容；

纹理片合成模块，用于将至少一个所述目标纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述平面确定模块，包括：

平面提取单元，用于提取所述三维模型中包括的至少一个所述平面区域；

相机虚拟单元，用于为每个所述平面区域确定一个虚拟相机；

平面映射单元，用于将所述平面区域映射到所述虚拟相机的成像平面，得到每个所述平面区域对应的所述二维平面图。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述平面确定模块，还包括：

平面操作单元，用于确定所述平面区域中包括的至少一个三角面片和所述平面区域的法线方向；

所述相机虚拟单元，具体用于根据所述平面区域中包括的所有三角面片的顶点坐标确定所述平面区域的质心；设置一个成像平面通过所述平面区域的质心，且视线方向与所述平面区域的法线平行的虚拟相机作为所述虚拟相机。

13.根据权利要求10-12任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

包围盒确定模块，用于为每个所述平面区域确定一个包围盒；

所述平面调整模块，具体用于按照每个所述包围盒的长宽比，调整每个所述平面区域对应的所述二维平面图的长宽比；基于每个所述平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定所述二维平面图的分辨率。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述平面调整模块在基于每个所述平面区域对应的至少一个初始纹理片，确定所述二维平面图的分辨率时，用于针对每个所述平面区域，获得所述平面区域对应的至少一个初始纹理片中每个初始纹理片包括的像素数量，得到所述平面区域对应的像素数量；对所述二维平面图执行缩放操作，使所述二维平面图中有效区域的像素数量等于所述平面区域对应的像素数量。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

比例确定模块，用于确定所述平面区域的面积与所述包围盒的面积之间的比例值；

所述目标确定模块，具体用于基于调整后的所述二维平面图的分辨率和所述比例值，确定所述目标纹理片的分辨率；以所述二维平面图的长宽比作为所述目标纹理片的长宽比，得到确定长宽比和分辨率的所述目标纹理片。

16.根据权利要求10-12任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

方向旋转模块，用于对至少一个所述目标纹理片分别进行方向旋转，得到至少一个旋转纹理片；

所述纹理片合成模块，具体用于将所述至少一个旋转纹理片合成到纹理图集中，以所述纹理图集进行纹理贴图。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述方向旋转模块，具体用于利用主成分分析方法对所述至少一个目标纹理片中的每个目标纹理片确定一个对应的主方向；分别旋转每个所述目标纹理片，使所述目标纹理片中的最大坐标对应所述主方向，得到所述至少一个旋转纹理片。

18.根据权利要求10-12任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

颜色调整模块，用于对所述多个初始纹理片中至少一个初始纹理片进行颜色调整，降低所述多个初始纹理片之间的颜色差异。

19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-9任一所述的纹理贴图方法。

20.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求1-9任一所述的纹理贴图方法。

Images