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申请/专利权人：山东观享世界数字科技有限公司

摘要：本发明提供了一种数字孪生3D模型虚拟纹理自动衔接方法、介质及系统，属于数字孪生技术领域，包括：首先进行网格简化生成多层次细节模型,利用UV展开算法将其展开到2D平面上。基于UV映射,将模型划分为多个子区域,每个区域对应一个纹理贴图。对每个纹理贴图进行边界检测和特征提取,计算相邻区域之间的相似度和位置偏移。建立相邻区域纹理衔接方程组,包括颜色连续性、纹理梯度、几何约束等,并使用数值优化算法求解,得到纹理衔接矩阵。最后根据该矩阵对相邻区域纹理贴图进行变换和调整,重新映射到3D模型的UV空间中,生成最终无缝的纹理贴图。解决现有方法存在的工作量大,而且难以确保纹理贴图的连续性和真实感的技术问题。

主权项：1.一种数字孪生3D模型虚拟纹理自动衔接方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、对数字孪生3D模型进行网格简化，降低顶点和面片数量，生成多层次细节模型；S20、利用UV展开算法，将简化后的多层次细节模型展开到2D平面上，生成UV映射；S30、基于UV映射，将多层次细节模型分割成若干个子区域，每个子区域对应一个纹理贴图；S40、使用图像分割算法，对每个子区域的纹理贴图进行边界检测和特征提取；S50、采用图像匹配算法，计算相邻子区域纹理贴图之间的相似度和位置偏移；S60、建立相邻区域纹理衔接方程组，包括颜色连续性方程、纹理梯度方程、几何约束方程、边界对齐方程以及全局优化方程；S70、使用数值优化算法求解纹理衔接方程组，得到纹理衔接矩阵；S80、根据所述纹理衔接矩阵对对相邻子区域的纹理贴图进行变换和调整，将调整后的纹理重新映射到3D模型的UV空间中，生成最终的无缝衔接纹理贴图；其中，所述全局优化方程，具体表示为： ；式中，为颜色连续性方程，用于要求相邻子区域在边界处颜色值应该保持连续,避免出现明显的色块分界线；为纹理梯度方程，用于要求相邻子区域在边界处纹理梯度也应该保持连续,避免出现明显的纹理断层；为几何约束方程，用于要求将纹理贴图映射回3D模型表面时,既要最小化映射误差,又要尽量保持纹理贴图的局部形状不变；为边界对齐方程，要求相邻子区域在边界线上的几何形状和位置应该对齐,避免出现明显的边界错位；为权重系数；为二维傅里叶变换；为子区域数量；为第个子区域在参数坐标处的纹理值；其中，所述纹理衔接矩阵，具体表示为： ；式中，为纹理贴图的高度像素数；为纹理贴图的宽度像素数；为矩阵中第行第列的元素，记为纹理衔接向量，所述纹理衔接向量，具体表示为： ；式中，:颜色调整系数,用于调整像素颜色；:方向的位置偏移量；:方向的位置偏移量；:缩放系数；:旋转角度。

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