基于wangtile纹理合成改进算法探究摘要：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WangTile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。关键词：纹理合成；WangTile;拐角；接缝中图分类号：TP18文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)11-2604-04ResearchofImprovedTextureSynthesisBasedonWangTileYEYin-lan(TheUniversityofShaoxing,shaoxin312300,China)Abstract:Thispaperanalyzedthetexturesynthesis'sclas-sicalalgorithmsbasedonsample,andstudytheadvantagesandshortcomingsofeachalgorithm.Inordertorealizebetterresults,texturesynthesis,proposedimprovedTextureSyn-thesisbasedonWangTile,algorithmwilllookforthesmall-esterrorpathmethodisappliedtothetriangleonthetextureblock,makingfourtrianglesindifferentcolorstextureblockandfindthebestreplacementpathfillingtexture.Texturesynthesisbytheexperimentalproofoftheresolveofthejointsandotherissues,improvethequalityofthetexturesyn-thesis・Keywords:texturesynthesis;wangtile:corner:seams纹理用于描述物体的表面特征，是种普遍的视觉现象，如金属、墙壁、皮肤、植物等。自然界中物体的纹理具有一定的相似性，经常可以用一小块纹理就能反映整体纹理的特点。纹理合成最终的目的就是从给定的纹理样本中合成新的纹理图像，使其与样本纹理保持一定的连续性和相似性，基于样图的纹理合成技术已成为计算机图形图像处理领域的研究热点。1基于样图的纹理合成经典算法基于样图的纹理合成技术很多，基本思路都类同，主要是：特征描述、模型优化、合成算法，常见有三类：二维图像纹理合成，曲面纹理合成和视频纹理合成。1.1ImageQuilting算法ImageQuilting算法主要过程步骤如下：1）将纹理块按线性扫描逐个进行合成，直至待合成区域不含重叠区域。2）从待合成的区域，选择作为备用候选纹理块，并计算纹理样图的每个纹理块与已合成的时输出纹理图在重叠区域内的像素误差口］。3）随机抽取上面所得到的候选纹理块，与已合成区域形成一定的重叠区域，然后放置在待合成区域中，寻找缝合路径误差最小值，将抽取的纹理块缝合到纹理图中。4）重复上述步骤，完成纹理的合成效果。算法通过计算匹配的纹理样图中的纹理块与已合成纹理在重叠区的累积误差和最小误差路径来完成纹理的合成，处理速度快但纹理合成质量差异较大。如图1所示，（a）是将样图直接选出放置于待合成区域中而成，纹理块边界呈现出明显的纹理错位［2］;（b）纹理块虽然存在重叠区域，但通过设置约束条件来寻找最小误差的纹理块，放置在待合成区域。尽管重叠区域B1与B2有相似度但纹理边界处仍存在不匹配问题；（c）是通过（3）中的查找最小误差路径来缝合纹理块,避免了上述两种问题，合成质量较高。1.2WangTile纹理合成算法2003年Cohen提出了基于WangTile纹理拼贴算法，通过制作一系列尺寸相同但边界颜色不同的Tiles，利用拼贴算法生成无周期性重复平面，使拼贴效果在视觉上更为自然。WangTiles块的拼贴规则：1）从WangTiles集合中随机选取一块，贴在待合成图的左上方。图1ImageQuilting算法2）首行按从左到右贴块，使得a[i][j].w=a[i][j-l].e,随机选择符合条件的块进行拼贴，完成首行的拼贴。3）接着生成下一行的第I块，要求a[i][j].n=a[i-1][j].s,随机选择符合条件的块进行拼贴。4）继续这一行的贴块，要求a[i][j].w=a[i][j-l].e以及a[i][j].n=a[i-l][j].s,随机选择符合条件的块进行拼贴，完成这一行的拼贴。5）重复（3）和（4）步骤，直至完成纹理合成。上述方法中，WangTile纹理块根据边界颜色进行区分，四个不同颜色的菱形块进行随机组合，得到一组WangTile纹理块集合[3],在形成的正方形WangTiles中，对具有相同颜色的边界进行上下左右无缝拼接，如图2所示。图2WangTiles纹理合成过程Wang...