【摘 要】
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目前基于图像序列进行三维模型重建的流程已经非常成熟。结合文化遗产,电子商务,娱乐业等领域的应用要求,需要使用图像对模型进行纹理生成,体现真实感。对于多视图重建模型来讲,基于视图选择的纹理映射方法逐渐得到广泛应用。但是,对于真实世界拍摄的图像,由于不同图像的亮度,对比度,颜色等存在差异,在生成纹理贴图过程中,纹理色调会不一致。同时,对于真实世界里常见的动态遮挡物（行人）,由于模型中并不存在其几何信息
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目前基于图像序列进行三维模型重建的流程已经非常成熟。结合文化遗产,电子商务,娱乐业等领域的应用要求,需要使用图像对模型进行纹理生成,体现真实感。对于多视图重建模型来讲,基于视图选择的纹理映射方法逐渐得到广泛应用。但是,对于真实世界拍摄的图像,由于不同图像的亮度,对比度,颜色等存在差异,在生成纹理贴图过程中,纹理色调会不一致。同时,对于真实世界里常见的动态遮挡物（行人）,由于模型中并不存在其几何信息,而在图像中却存在其纹理信息,会出现纹理错误现象。此外,基于视图选择纹理映射方法生成的纹理贴图会存在大量碎片和纹理缝,这会增加文件大小和渲染时对纹理缝的顶点和纹素复制,采样次数等,严重影响渲染性能。因此,本文开展了真实世界下多视图重建模型的纹理映射相关研究,主要内容如下:（1）由于不同图像的亮度,对比度,颜色等会存在差异,视图选择后会出现色调不一致的问题,为此本文从全局和局部这两个方面进行颜色调整。在全局上设计颜色矫正计算准则,优化得到模型每个顶点的颜色矫正值,对于模型三角面片内部的颜色矫正项使用重心坐标插值计算;在局部区域内,使用泊松融合,对接缝处的纹理色块进行自然过渡,消除拼接缝,最终得到色调一致的纹理。（2）真实世界拍摄图像中,动态遮挡物的存在会引起纹理错误现象,为此,本文设计一种对动态遮挡物的纹理修复方法,基于Patch Match,以多视图投影纹理一致性为约束设计能量函数,使用交替优化策略对图像进行优化重建,去除动态遮挡物的纹理,并借助其他视图的正确纹理信息进行纹理修复,保证了纹理一致性。（3）针对多视图重建模型的纹理贴图碎片化问题,本文基于贪婪算法,定义合并操作优先度计算准则,依据优先度对模型的纹理贴图进行碎片合并,大大减小了纹理贴图大小和纹理缝数量,显著提升了渲染性能。并在此过程中借助ARAP（As-Rigid-AsPossible）算法保证纹理碎片尽可能刚性变换,减小生成纹理贴图时的计算量,显著提升了处理效率。本文基于多视图重建框架MVE（Multi-View Enviroment）对真实世界下采集的不同数据集进行了纹理映射实验。纹理映射的结果保证了所有模型的色调一致性,并对含有动态遮挡物的图像进行了高质量纹理修复。在纹理碎片整合上,所有模型纹理贴图的碎片数量都减小了一个数量级,并且都有三分之一的区域保证了零采样变换,显著提升了处理效率和渲染性能。实验结果证明了本文所提方法的有效性和鲁棒性,体现了一定的实际应用价值。
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