[发明专利]一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法及测量系统

说明书

本发明公开一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法及测量系统，包括多角度影像采集功能模块；多功能影像采集功能模块设置在载物台上；多角度影像采集功能模块包括光学镜头模块；载物台上还设置有2条左右平移自由度导轨；左右平移自由度导轨一侧设置有位置标记装置；位置标记装置一端连接有游标；生成方法为步骤一：采集数字化表面的光学影像信息；步骤二：采集数字化表面的几何形貌信息；步骤三：将步骤一和步骤二中的光学影像信息以及几何形貌信息直接整合形成表面3D数字模型。有益效果是纹理分析不受限于饰材的颜色和透明度；输出包含光学和几何信息的3D数字模型，更精确地反映真实纹理表面。

技术领域

本发明涉及一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法及测量系统，属于印刷图像处理技术领域。

背景技术

随着社会发展和理念升级，人们更青睐非天然材料产品。基于PVC涂布等技术，将扫描获取的天然表面的影像，转印在人造表面，加工的人造饰材具有天然材料外观，符合现代环保理念。

天然真实材质，例如石材、皮革、木材，材质表面不是简单平面，而是复杂的三维曲面。天然材质的纹理表面，除光学影像信息（颜色、灰度等），还有形貌起伏的几何信息，需三维坐标系（如，UVW系）下表示；基于涂布技术的人造饰材加工，目前仅为2D影像转印，纹理深度信息丢失，两个缺陷：1、人造饰材的转印纹理，是实际不同深度点的颜色形状叠加，纹理边缘模糊；2、即使缺陷“1”解决，没有深度信息“年画虎”般的图像，视觉上有不真实感和“低端”产品印象。

天然材质的纹理，实现3D转印工艺，前端必须构建纹理表面的3D数字模型；但是，由于天然表面纹理的复杂，其特征随机分布，目前还没有一个统一的数学模型。包括3D扫描技术，虽然在先进制造领域的应用广泛，但在天然表面的纹理分析领域，其应用仍是开放性难题。现有纹理提取分析技术方法，采用基于结构光的坐标影像仪，获取材质光学信息，所述现有纹理分析方法的几个缺陷：1、未考虑天然表面底色的影响，所得灰度分布同时包含纹理深度和颜色的影响，且不可区分；2、不适用黑色或透明表面。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法及测量系统，从而解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种天然饰材纹理表面的数字模型测量系统，包括多角度影像采集功能模块；所述多功能影像采集功能模块设置在载物台上；所述多角度影像采集功能模块包括光学镜头模块；所述光学镜头模块连接转动自由度转轴；所述转动自由度转轴通过连接杆连接摆动自由度摆动轴；所述摆动自由度摆动轴连接在竖直平移自由度导轨；所述竖直平移自由度导轨通过滑块连接在直线平移自由度导轨上；竖直平移自由度导轨以及直线平移自由度导轨所在结构件整体位于载物台，其整体机构件固定在两侧的竖直支撑架；所述载物台上还设置有2条平行布置的左右平移自由度导轨；所述整体机构件连接在所述左右平移自由度导轨上；所述左右平移自由度导轨一侧设置有位置标记装置；所述位置标记装置一端连接有游标。

一种天然饰材纹理表面的数字模型生成方法，该生成方法基于采用结构光影像仪的测量系统，以两条并行技术路线，分别构建包含表面影像光学信息及表面形貌几何信息的数字模型；光学模型、几何模型共有贴图坐标系（记作UV系），可整合生成带空间坐标系（记作UVW系）的表面3D数字模型；在天然饰材形状尺寸等符合测量现场需求（预加工）之后；具体包含以下步骤；

步骤一：采集数字化表面的光学影像信息；

步骤二：采集数字化表面的几何形貌信息；

步骤三：将步骤一和步骤二中的光学影像信息以及几何形貌信息直接整合形成表面3D数字模型。

进一步的，所述步骤一中采集数字化表面的光学影像信息的具体方法如下所示；

步骤31：待测饰材置于固定位置，人工或仪器标记该位置，以固定照相或扫描的方式提取饰材表面的影像信息；