【RS50】毕业论文_生物器官三维模型的色彩及纹理映射技术研究.doc文档 ㊣ 精品文档 值得下载

导思想通过了解技术中纹理映射的相关方法，熟悉纹理映射的过程，能够在心脏三维网格模型的基础上，添加纹理，表现人体心脏外形的色彩及特征。

目的要求掌握纹理映射技术的相关方法，熟悉映射的过程。

做到对心脏的三维模型添加色彩，并表现出心脏的细节。

在中构建环境，并编写相应的程序。

三主要技术指标掌握纹理映射的相关函数及方法熟悉环境中编程的思想熟悉纹理映射的过程设计实现纹理映射的程序软件原型系统实现实现语言为基于基础上的。

四进度与要求周查阅与翻译资料，纹理映射的概念及相关算法，熟悉纹理映射的过程，熟悉编程语言。

本科毕业设计论文周完成纹理映射程序的设计。

周编程实现算法。

周完成论文撰写。

周论文答辩。

五主要参考书及参考资料，著，邓郑祥译编程指南第四版人民邮电出版社和平鸽工作室三维图形系统开发与实用技术基础编程篇清华大学出版社重庆大学出版社孙家广，杨长贵编著计算机图形学第三版北京清华大学出版社，王雪莉李宗民下开发框架与应用电脑学习第期学生张婕指导教师张树生系主任苑伟政本科毕业设计论文摘要三维建模是当前计算机视觉与计算机图形学领域的个研究热点，在多媒体人机交互通讯等方面具有广泛的应用。

三维建模般包括几何建模和纹理建模两个方面。

本论文着重论述三维心脏建模中的纹理映射问题。

在采集好的心脏几何数据以及建立好的心脏网格模型的基础上，进步研究如何对心脏网格模型实现色彩和纹理映射。

我们的基本方法是应用程序读入心脏的二维图片，再将三维心脏网格模型经过平移旋转等坐标变换，投影到二维平面上，使心脏网格模型的位置与图像中心脏的位置相对应，然后用视图区与窗口区的坐标转换公式求解图像中的点坐标与模型中的三维坐标之间的对应关系，应用程序对心脏进行纹理映射。

在完成几何模型与指定图像间的纹理映射之后，通过进步合成心脏的局部纹理，从而完成心脏纹理模型的构建。

所有的工作是在基础上构建的环境中完成的。

论文中也给出了相关实验结果，并且就仍然存在的问题进行分析，最后提出了对下步工作的展望。

关键字纹理映射，坐标变换，纹理坐标，本科毕业设计论文本科毕业设计论文摘要第章绪论毕业设计的意义纹理映射技术的研究背景和发展现状研究背景发展现状论文主要工作及本文结构本文的主要工作研究内容和目标本文的结构第二章三维图形概论及基础平台简介图形概述的基本功能与操作的体系结构绘制几何图元在中使用颜色在中使用光照在中使用材质在中使用纹理映射面向对象技术面向对象技术的内容面向对象技术的特征本科毕业设计论文面向对象技术的应用第三章纹理映射技术及映射思路纹理函数的定义及控制纹理函数的定义纹理数据的获取纹理映射的反走样处理纹理控制光照函数心脏模型在窗口区和视图区中的坐标变换心脏模型纹理坐标的获取心脏模型的映射思路第四章心脏模型上的纹理映射下环境的构建心脏模型数据来源心脏模型数据的采集文件及心脏网格模型添加色彩的心脏模型心脏模型的纹理映射程序心脏模型重现结果及分析本章小结第五章结论与展望本文完成的工作研究展望致谢参考文献毕业设计小结本科毕业设计论文第章绪论毕业设计的意义在计算机图形学中，最引人注目的研究方向就是图形的真实感问题。

所谓图形的真实感，是指计算机所生成的图形反映客观世界的程度。

长期以来，图形真实感问题直是计算机图形学研究的个主要课题。

这主要有两个原因，其是由于计算机技术的飞速发展，其应用愈来愈广，些应用领域计算机艺术计算机制片，计算机娱乐和广告等把高度真实感的图形作为其发展的最终目标其二是因为计算机所能显示图形的真实程度也是对我们目前技术水平的个度量，如果我们不能生成比较真实的图形，那么，对图形进行艺术加工和控制更无从谈起。

然而，要用计算机生成个比较逼真的模型并不是件容易的事情，要解决各种各样的问题。

目前，围绕真实感图形的显示问题，主要涉及以下几方面问题画面绘制明暗处理图形反混淆④光线跟踪纹理映射阴影隐藏线隐藏面消除几何造型早期的研究主要集中在基本算法上，由于当时的计算机只能生成些简单的图形，还不具备交互功能。

随着大规模集成电路的飞速发展，硬件成本迅速下降，尤其是大容量存储器的出现，光栅扫描显示器的问世，为真实感图形显示提供了坚实的物质基础，从而真实感的图形显示也成为人们的研究热点。

在过去的十几年中，人们直在通过建模的方法仿真客观世界，由于客观世界千变万化错综复杂，要把客观世界的各种细微结构直接用几何模型表示出来，不仅模型难以建立，而且计算量本科毕业设计论文庞大，难以满足实时显示的要求。

例如，个曲面可以用许多微小多边形或曲面片表示其表面细节，每个微小多边形或曲面片具有自身的表面特性，要显示这个曲面，必须对这些小多边形或曲面片进行分别处理，这将要求大量的存储空间和计算时间，因此，在实际应用中，为了获得比较高的显示速度，往往以牺牲图形的真实感为代价。

尽管这样，显示幅较复杂的图形往往需要好几个小时，并且能满足实时要求的几何模型直没有找到。

于是，人们就想象是否可以用贴墙纸的方法将反映物体表面细节的图案贴到物体表面上，从而开辟了个新的研究领域纹理映射，与建造模型的方法相比，在模拟物体表面细节方面，纹理映射是个较有效的方法。

实际上，真实的景物表面存在着丰富的纹理细节。

人们正是依据这些纹理细节来区别各种具有相同形状的景物，因此景物表面纹理细节的模拟在真实感图形合成技术中起着非常重要的作用，我们将景物表面纹理细节的模拟称为纹理映射技术。

这种技术已在三维动画软件如及图形处理软件中得到广泛应用。

纹理映射技术的研究背景和发展现状研究背景纹理映射技术最早是由在年率先提出的，首先找到了以，表示的双变量实数空间纹理空间和以参数，表示的三维曲面之间的对应关系映射关系。

为了计算三维曲面上每点的彩色值，使用了个二维矩形数组，该数组的位置表示，的参数值，数组的值表示，点对应的彩色值接着，应用上面找到的映射函数将每点，及其对应的彩色值映射到相应的三维曲面上，代替了只用种色彩表示曲面的情况，在三维曲面上得到了彩色图案。

但是在的算法中，被映射的值仅限制为纹理图案的彩色值。

为此，和在年提出了反射映射技术，他们在光照模型中考虑了纹理映射后的图形质量。

在年，又提出了另种纹理映射技术凹凸映射，利用个扰动函数扰动物体的表面法矢来模拟有随机法矢的粗糙表面纹理，实现了在光滑的物体表面附上粗糙纹理的方法。

使用纹理函数控制物体的透明性，在模拟自然界景物方面，取得了良好的效果。

扩展了的方法，利用扰动函数本科毕业设计论文扰动物体表面的其它参数，很好地模拟了头发衣服之类的物体。

与此同时，国外大量的学者通过实验手段在多边形表面生成了许多逼真的纹理图案。

但不幸的是，这些方法非常低效，只适用些简单的场景。

我们知道，要将幅纹理图案映射到张曲面上，需对纹理图案进行拉伸或压缩以适应曲面的形状。

般来说，随着纹理图案的压缩，增加了纹理图案高频成分，在图像空间中容易引起图形混淆，这主要是由于欠采样引起的。

因为图形显示器是由许多图像元素简称象素组成的，个象素并不是理想中的无穷小量，而占据定的区域，对纹理图案的采样频率取决于图形显示器的分辨率即相邻两象素中心的间距，因此，对个图形显示器来说，采用通常的显示方法，其采样频率是恒定的。

关于纹理映射中的反混淆问题，国外学者已做了大量的工作，提出了许多反混淆方法。

发展现状最近几年计算机图形学的发展使得三维表现技术得以形成，这些三维表现技术使我们能够再现三维世界中的物体，能够用三维形体来表示复杂的信息，这种技术就是可视化技术。

可视化技术使人能够在三维图形世界中直接对具有形体的信息进行操作，和计算机直接交流。

这种技术已经把人和机器的力量以种直觉而自然的方式加以统，这种革命性的变化无疑将极大地提高人们的工作效率。

可视化技术赋予人们种仿真的三维的并且具有实时交互的能力，这样人们可以在三维图形世界中用以前不可想象的手段来获取信息或发挥自己创造性的思维。

机械工程师可以从二维平面图中得以解放直接进入三维世界，从而很快得到自己设计的三维机械零件模型。

医生可以从病人的三维扫描图像分析病人的病灶。

军事指挥员可以面对用三维图形技术生成的战场地形，指挥具有真实感的三维飞机军舰坦克向目标开进并分析战斗方案的效果。

更令人惊奇的是目前正在发展的虚拟现实技术，它能使人们进入个三维的多媒体的虚拟世界，人们可以游历远古时代的城堡，也可以遨游浩瀚的太空。

所有这些都依赖于计算机图形学计算机可视化技术的发展。

人们对计算机可视化技术的研究已经历了个很长的历程，而且形成了许多可视化工具，其中公司推出的三维图形库表现突出，易于使用而且功能强大。

利用开发出来的三维应用软件颇受许多本科毕业设计论文专业技术人员的喜爱，这些三维应用软件已涉及建筑产品设计医学地球科学流体力学等领域。

随着计算机技术的继续发展，已经进步发展成为，已被认为是高性能图形和交互式视景处理的标准，目前包括公司软件实验室公司公司公司公司公司和公司在内的多家在计算机市场占领导地位的大公司都采用了图形标准。

纹理映射技术是近年来发展最快的技术之，成为大家公认最能衡量图像质量的技术标准。

各种图形标准都提供了对纹理映射的支持。

如等论文主要工作及本文结构就本次毕业设计而言，有关生物器官的纹理映射的资料相对较少，大多数是英文资料，所以学习生物器官上的纹理映射技术在很大程度上是探索性质的。

要做好纹理映射，图形学和的基础知识到是必不可少的，这将为程序实现打下基础。

除了需要具有相关的知识，还要了解环境的性能，熟悉各种函数也是非常必需的。

因此本次毕业设计的难度较大，所需要学习的基础知识比较多。

本文的主要工作纹理函数的应用及坐标变换应用相关的纹理函数，读入图像数据，设置纹理控制函数，然后对已有的心脏网格模型数据进行处理，将三维坐标点经坐标转换成二维平面上的点，使其与心脏彩色图