隐式曲面的实时参数化的制作方法

背景技术：

1、数字三维（3d）模型是对象的计算机生成的表示，其捕获对象的形状，大小、和外观（例如，颜色、纹理）。隐式曲面广泛地用于计算机图形中以表示和建模具有复杂形状的对象。与通过多边形（例如，三角网格）定义曲面不同，隐式曲面由三维空间中的标量场定义，具有诸如平滑融合、易于进行拓扑改变、和可能的表示形式紧凑的优点。

2、然而，将二维纹理应用于隐式曲面由于其体积性质而存在技术挑战。常规纹理映射技术使用如多边形网格的显式曲面表示，其利用明确定义的局部uv坐标来将二维（2d）纹理映射到3d曲面上。若不先将隐式曲面转换为显式网格表示，常规技术无法直接应用于隐式曲面——该转换过程计算成本高昂，并且会丧失隐式曲面固有的许多优势。随着计算机图形应用越来越多地将隐式曲面表示用于建模、动画、和实时渲染，将2d纹理和细节应用于隐式曲面而不牺牲其拓扑灵活性仍然是具有挑战性的。

技术实现思路

1、描述了用于隐式曲面的实时参数化的技术和系统。在一个示例中，处理设备接收表示3d对象的隐式曲面，并且使用相应的参考点在隐式曲面上生成一个或多个参数化片。每个参数化片在3d对象曲面的一部分上提供局部2d坐标系。然后，处理设备针对隐式曲面上的每个参数化片逼近查询点和参考点之间的测地线路径。通过将查询点和参考点之间的欧几里得距离（euclidean distance）的梯度投影到隐式曲面的切平面上并且使用二阶近似沿着曲面移动来逼近测地线路径。基于该测地线路径，处理设备为查询点生成uv坐标。所描述的技术和系统使得能够有效并且精确地计算复杂隐式曲面上的uv坐标。

2、在一个实现方式中，处理设备使用多个参考点在隐式曲面上生成多个局部参数化片，并且将这些片合并到更大的空间连贯区域中。合并涉及将uv偏移量、缩放、和/或旋转指派给每个参考点，并且基于测地线距离、使用加权函数来混合来自相邻参数化片的uv坐标。所得到的半全局参数化符合隐式曲面的几何形状，允许在3d对象的更大区域上进行更一致和连续的纹理映射。

3、所描述的技术使得建模应用能够使用所生成的uv坐标将纹理映射应用于隐式曲面。纹理映射可以包括色彩纹理、法线映射、壳层映射、或位移映射，其使得丰富的视觉细节能够被添加到由隐式曲面表示的3d对象。另外，所描述的技术被设计为被实时执行，例如通过在图形处理单元上执行的着色器。因此，可以响应于隐式曲面的变形或者拓扑改变来动态地更新参数化，使得他们适合于交互式应用和实时渲染场景。

4、本 技术实现要素： 以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中被进一步描述的一些概念。因此，本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的本质特征，也不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。

1.一种方法，包括：

2. 根据权利要求1所述的方法，其中逼近所述测地线路径包括，针对固定数目的迭代：

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述参数化片至少部分地由一个或多个尖锐特征或者用户指定的最大半径来限定。

5. 根据权利要求1所述的方法，还包括：

6. 根据权利要求5所述的方法，其中合并所述相邻参数化片包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述加权函数在每个参考点周围的有限区域内是非零并且连续的。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：

9.根据权利要求1所述的方法，还包括：

10. 根据权利要求1所述的方法，其中：

11.根据权利要求1所述的方法，还包括：

12. 一种系统，包括：

13.根据权利要求12所述的系统，其中生成每个局部参数化片包括基于所述隐式曲面的局部曲面曲率来自适应地调整所述局部参数化片的大小和形状。

14.根据权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个处理设备还被配置为：响应于所述隐式曲面的变形或者拓扑改变来实时地动态更新所述多个局部参数化片。

15.根据权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个处理设备还被配置为：生成合并的所述多个局部参数化片的表示。

16. 根据权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个处理设备被配置为通过以下来合并相邻参数化片：

17.根据权利要求12所述的系统，其中所述一个或多个处理设备还被配置为：使用所述公共2d坐标系将纹理映射应用于所述隐式曲面，所述纹理映射包括以下至少一项：色彩纹理、法线映射、或位移映射。

18.一种非瞬态计算机可读存储介质，所述非瞬态计算机可读存储介质存储可执行指令，所述可执行指令在由处理设备执行时，使得所述处理设备执行操作，包括：

19.根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读存储介质，其中生成所述参数化包括：使用相应的参考点在所述隐式曲面上生成多个局部参数化片并且将所述多个局部参数化片合并到公共坐标系中。

20. 根据权利要求18所述的非瞬态计算机可读存储介质，其中：