基于wang tile的纹理合成改进算法的研究

该文对基于样图的纹理合成经典算法进行了分析,研究各个算法的优点和存在的不足。为更好实现样图纹理合成效果,提出了一种基于Wang Tile的纹理合成改进算法,算法通过将寻找最小误差路径的方法应用于三角形纹理块上,使得能在不同颜色的四个三角形纹理块与填充纹理块之间找到最佳替换路径。实验证明所合成的纹理效果图解决了接缝等问题,提高了纹理合成质量。

基于PSO的Wang Tiles纹理合成

如何在纹理样图中选择组成Wang Tiles的图像块决定着纹理的合成质量。基于PSO的Wang Tiles纹理合成通过粒子群优化算法在纹理样图中快速搜索边界差异最小的图像块,并用选取的图像块构建Wang Tiles,最后用Wang Tiles纹理合成算法合成纹理。实验表明,该算法合成的纹理具有较少的接缝,比随机选择图像块具有更好的合成效果。

移动设备上基于Wang tiles的双向纹理合成算法

为了在移动设备上实现纹理合成,首先在总结了PC平台上纹理合成技术特点的基础上,指出基于Wangtiles的纹理合成适合在资源受限的移动平台上实现;然后通过深入分析Cohen随机贴片算法中的不足,提出了改进的基于Wang tiles的双向纹理合成新算法,即包括样本纹理子图的选取、片填充和基于双向扫描的贴片算法。该算法不仅扩大了最佳切割线的搜索范围和增加了贴片的随机性,同时也减少了计算和存储需求。实验结果表明,该算法不仅能够运行在移动设备上,而且与随机贴片算法相比,还提高了非周期性视觉效果。

基于Wang Tiles的几何纹理合成

提出了一种基于Wang Tiles的几何纹理合成方法来在不同物体表面上即时地生成几何纹理.首先根据给定的几何纹理预计算出一组Wang Tiles,然后用这组Wang Tiles在不同的目标物体上即时生成新的几何纹理.尽管基于Wang Tiles的方法已经应用于图像纹理,但由于几何纹理采用了与图像纹理完全不同的表示方式,因此需要用完全不同的方法来处理.采用了基于约束的几何纹理合成技术自动生成几何纹理WangTiles,从而保证了生成的几何纹理Wang Tiles在所有排列下都能保持其几何连续性.与现有的方法相比,生成的几何纹理Wang Tiles可以重用到不同的目标物体上,同时占用的存储空间及计算量更小,速度更快.

基于非标量距离度量的双向Wang Tiles纹理合成方法

针对Wang Tiles的纹理合成算法中存在的菱形接缝问题,提出一种基于非标量距离度量的双向Wang Tiles纹理合成方法.该方法在构造Wang Tiles过程中把非标量距离度量方法附加到原有的最小误差边界路径切割算法上,并且在Wang Tiles拼接过程中应用了双向的方法.理论分析和实验结果表明改进的方法使接缝更加曲折,消除了Wang Tile中明显的菱形接缝,取得更佳的视觉效果.在纹理合成质量和速度上都有提高.

基于蜜蜂进化型遗传算法的Wang tiles纹理合成

在基于Wang Tiles的纹理合成中引入蜜蜂进化型遗传算法,用它来实现样本纹理块选择的全局优化,解决纹理合成出现的菱形接缝问题,提高了Wang Tile集的质量,加快了合成速度。通过实验得到了理想的合成效果。

旋转的Wang Tiles纹理合成算法

针对Wang Tiles存在的样图利用不完全、切割路径非最优、中心和拐角区域不匹配等问题,提出一种旋转的Wang Tiles纹理合成算法。使用4个正方形的子图块构造一个旋转的Wang Tile初始框架,把纹理重叠区域分为两种类型并引入基于边结构的最短路径求解方法快速确定切割路径,生成旋转的Wang Tiles集合后,采用随机的正菱形填充方法合成纹理。实验结果表明,对于多种类型的样图纹理,该算法都能够实时地获得质量较高的合成纹理。

基于梯度的块尺寸自适应Wang Tiles纹理合成算法

基于Wang Tiles纹理合成算法原理,研究纹理图像梯度结构信息、纹理块自适应尺寸以及Tiles集合制作方法对纹理合成质量及合成时间的影响。在判断两纹理块相似程度时,将纹理块的颜色误差和梯度信息同时作为纹理块相似程度的度量标准,其合成效果优于只考虑颜色误差的传统纹理合成算法。同时,使用优化后的纹理块尺寸进行纹理合成,能缩短纹理合成时间。另外,采用改进后的Tiles集合能取得比传统方法更好的合成效果。实验证明,与基于Wang Tiles的传统算法相比,改进算法在取得较好合成质量的同时,能提高纹理合成的速度。

块尺寸自适应的Tile纹理合成算法

针对Wang Tiles纹理合成算法中样图信息利用不完全、所制作的Tile中心处有明显接缝,以及Tile拼接时拐角处不完全匹配等问题提出了一种改进的纹理合成算法。分析给定的纹理样图,得到适当的纹理块长度,按照该长度从纹理样图中提取4个菱形纹理块,生成Tile初始框架;从样图中选择与Tile初始框架尺寸相同的纹理块作为替代纹理块,与Tile初始框架重叠放置,求取最佳缝合路径,从而制作Tile;通过一系列Tile拼接生成最终的输出纹理。实验结果表明,该算法制作的Tile有很好的视觉效果,同时对各类型纹理该算法都能取得一个较好的纹理合成效果。

基于人工蜂群的D-Tile纹理合成算法

基于块的纹理合成通过拼接给定纹理样图中的纹理块来合成纹理。其主要思想是从给定纹理样图中选取一组纹理块,将这些纹理块按照某种方式进行拼接得到最终的输出纹理。基于人工蜂群的D-Tile纹理合成算法首先引入人工蜂群算法的思想,选择出边界像素差异性较小的4个正方形纹理块来制作D-Tile,用边界差异性较小的纹理块进行拼接能够降低D-Tile内部缝隙的明显程度,选择正方形纹理块则增加了对样图角部信息的利用;其次,4个正方形纹理块有重叠拼接,分别连接对角线,取中心菱形纹理块作为D-Tile初始框架,该框架的选取能够避免D-Tile拼接时存在的拐角不匹配问题;最后,D-Tile按照边界颜色匹配的原则进行无缝拼接,最终实现纹理合成。实验结果表明,该算法对于各类型纹理的合成都有一个良好的视觉效果。

基于样本的大规模人群快速创作

人群作为虚拟环境中必不可少的一部分,能够极大地提高场景的真实感.文中提出一种基于样本的大规模人群快速创作方法,将人视为具有分布和角色信息的粒子,通过从真实图片中获取包含小规模人群粒子信息的样本,由样本建立Wang Tile集合,使用Wang Tile非周期性拼接覆盖场景区域,从而快速生成任意规模人群.文中的创作方法简单快速,用户只需输入若干样本和场景区域.同时,用户可以通过调整Tile的边颜色快速地进行局部人群修改,也可以使用密度图得到用户需要的效果.实验给出了3个场景的人群创作效果,表明文中的方法可以十分迅速地生成大规模具有真实分布信息的多样人群.

青瓦与反拱

2012年9月,王澍、陆文宇携"瓦剧场"亮相柏林,这座以编木拱桥这种传统木构技术为原型搭建的装置作品将用于2006年威尼斯双年展"瓦园"的六万片老瓦带到柏林。在这个叙事感很强的设计中蕴藏着王澍的设计思考及习惯,通过对其分析有助于对王澍建造哲学的解读。

基于GIS数据的植被实时虚拟可视化

针对大范围场景的植被实时虚拟可视化问题,提出一种在程序运行过程中实时生成各个体植被分布数据和属性数据的方法。该方法使用Wang Tiles和植被覆盖的地理信息系统数据。采用几何细节层次模型和基于纹理图像的方法对植被进行实时绘制。实验结果表明,该方法能在包含植被的大范围场景中取得较好的可视化效果,在场景漫游时可以保持交互的帧速率。

拼铺法快速合成大规模植物分布

为了在构建大规模森林场景时快速而有效地在森林区域内分布大量的植物,提出一种基于Poisson disk tiles模型,通过样本块拼铺的方式快速合成大面积植物分布的方法.在样本集生成阶段,采用一种角匹配的方式,并配合Relaxation dart throwing算法来生成植物分布的样本块集合,从而克服了传统方法中的圆盘越界问题和顶角问题;在合成阶段,按照角匹配的方式,并采用直接随机拼铺的模式来快速合成视域范围内的植物分布,可满足大规模植被场景的实时合成与漫游要求.此外,提出一种合成植物多密度变化、多物种混合分布的方法,其采用一种分离策略,通过从高密度样本块中分离提取一部分样本点来生成多密度等级及多物种等级的子样本块集;根据所合成地区的密度信息和物种信息来选取合适的样本块集进行拼铺,从而合成带有密度变化及多物种混合的植物分布.在此基础上,实现了一个大规模森林场景的构建与漫游系统.实验结果表明,文中方法在构建大规模植物场景上是非常有效的,即使植物规模达到千万级,其合成效率也可以满足交互式应用的需求.

样本驱动的大规模植被分布高效合成

针对自然场景中丰富多样的植被分布模式的模拟时,现有的通用拟合算法计算耗时,不能满足大规模分布与实时交互分布的需要.为了解决任意分布模式的快速合成问题,提出一种基于样本分布控制并结合Wang tiles优化的高效点分布合成方法.该方法由离线预计算过程和实时拼接过程组成.在离线预计算过程中,首先通过基于环形点对距离统计的对相关函数特征拟合过程合成多块首尾分布连续,以及与样本分布相似的初始点分布tile,然后通过对初始tile的边界处理得到一组可以非周期性拼接且接缝处分布保持连续的Wang tiles;在此基础上,利用这组Wang tiles进行实时拼接,从而实现以极快的速度和极小的内存占用合成大规模的分布的目的.实验结果表明,该方法适用于随机、均匀、聚集等各种分布特征的数据,是一种对各类样本分布模式通用的分布合成方法;并在大规模分布的合成上比原有的基于样本驱动的分布拟合算法达到3～6个量级的速度提升;可有效地应用于自然场景模拟中大规模植被的分布信息构建,及其他有实时交互分布需求的应用中.

采用王氏瓷砖算法的纺织图案设计

针对复杂纹理类型纺织图案在四方连续设计方面难于处理的问题,提出一种四方连续纺织图案的数字化设计方法。以王氏瓷砖(Wang Tiles)算法为基础,对不同纹理类型的纺织图案进行调控,选择合适的块设计方式,利用约束边缘块拼贴方法,有效地解决了繁琐的四方连续的设计问题。与传统的人工方法相比,克服了四方连续处理在精确性方面的不足,大大提高了四方连续设计处理的速度。

王澍建筑策略之“活”的建筑——从循环建造与低成本技术角度阐释

该文通过对王澍建筑作品策略方面的剖析,以三个方面阐述王澍建筑中"活"的体现:以旧材料的循环建造体现"活化"的建筑;以低成本科技的节能环保体现"活力"的建筑;以传统工艺与现代做法结合产生的随机性体现"活泼"的建筑。该文同时从这三个方面解读了王澍建筑的技术价值观。