如何生成纹理映射图像？

Question

我希望将图片放置/包裹在3D物体上。为了保持简单和快速，而不是使用（并学习）3D库，我想使用映射图像。映射图像的使用方式如下：

每个对象只需生成一次映射图像，然后将相同的映射用于您想要包装的所有图像。

我的问题是如何生成这些映射图像（给定3D模型）？由于我不了解术语，我的搜索没有成功。如果我使用了错误的行话，很抱歉。

下面是工作流程的描述。

我有对象的3D模型和输入图像，我想生成映射图像，以便我可以生成纹理图像。

我甚至不知道从哪里开始，非常感谢任何提示。

更多信息
我的最初想法是使用外部程序来包裹身份映射（见下文）。我在Photoshop中生成了水平和垂直梯度图像，只是为了看看是否可以使用使用Photoshop生成的图像进行映射。结果看起来并不好。我并不抱希望，但还是值得一试的。

输入
映射（x和y），它们只是调整图像大小，没有任何花哨的东西。
结果

正如您所看到的，有很多伪影。我通过扭曲梯度生成的自定义映射图像看起来更糟。

这里有关于映射的更多信息: http://www.imagemagick.org/Usage/mapping/#distortion_maps 我正在使用OpenCV remap()函数进行映射。

- nimcap

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给给我点踩的人：能解释一下为什么要踩吗？ - nimcap

@karlphillip：我添加了一个描述性的图像，希望现在我的目标更加清晰。 - nimcap

@nimcap，你要找的术语是UV映射。 - mmgp

@mmgp：是的，我知道。我想要实现的是一步完成2D到2D的映射，而不是2D->3D->2D。UV映射是我正在寻找的一半术语。 - nimcap

我曾经遇到过类似的问题（至少在某种程度上是相似的）。我需要编写一个应用程序，通过在图像和模型中选择相同的点来将图像投影到模型上，并创建其uvmap模型。最终我的解决方案基本上是一个被摧残的方案。我选择使用obj格式，所以我随机地（实际上是按面积排序）在图像文件上绘制所有三角形轮廓，通过obj格式进行映射，然后使用类似的映射技术在所需的图像上绘制。我不得不完全不使用自定义库。祝你好运 :) - elasticrash

Answer 1

如果我理解你的意思正确，你希望所有内容都是2D的？

对于每个立方体表面调用warpPerspective()要比使用remap()更成功。

伪代码概述：

// for each surface:
//  get the desired src and dst polygon
//  the src one is your texture-image, so that's:
     vector<Point> p_src(4), p_dst(4); 
     p_src[0] = Point(0,0); 
     p_src[1] = Point(0,src.rows-1); 
     p_src[2] = Point(src.cols-1,0);
     p_src[3] = Point(src.cols-1,src.rows-1);
// the dst poly is the one you want textured, a 3d->2d projection of the cube surface.
// sorry, you've got to do that on your own ;(
// let's say, you've come up with this for the cube - top:
     p_dst[0] = Point(15,15); 
     p_dst[1] = Point(44,19); 
     p_dst[2] = Point(56,30);
     p_dst[3] = Point(33,44);

// now you need the projection matrix to transform from one to another:
Mat proj = getPerspectiveTransform( p_src, p_dst );

// finally, you can warp your texture to the dst-polygon:
warpPerspective(src, dst, proj, dst.size());

如果你能得到《学习OpenCV》这本书，它在第170页左右有描述。

最后警告一句，因为你抱怨了伪影，是的，它看起来会很俗气，“真正”的3D引擎在这里做了很多工作，亚像素UV映射、滤波、mipmapping等。如果你想让它看起来漂亮，考虑使用“真正”的东西。

顺便说一下，OpenCV内置了不错的OpenGL支持。

- berak

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事实上，我将使用任意的3D模型而不是立方体，立方体只是为了演示这个想法。 - nimcap

哦，那些东西都是由Maya/Blender等艺术家完成的，很不可能自动化（甚至滥用2D API）。考虑使用已经带有正确UV坐标和3D API（例如OpenGL）的模型，这将会更少的工作量，我保证！ - berak

Answer 2

为了实现你想做的事情，你需要将3D模型UV渲染到纹理上。学习渲染3D比这种方法更容易，特别是因为您的方法存在许多弱点，如光照困难和深度缓冲区问题会很多。

假设您的所有对象都只能从一个角度查看，您需要将每个对象渲染到3个纹理中：

UV映射 法线贴图 深度图（用于修正深度缓冲区）

您仍然需要进行着色以使它们看起来像您的对象，我甚至不知道如何处理深度缓冲区，我只知道它可以完成。

因此，为了避免学习3D，您将不得不学习3D渲染的所有困难部分。这似乎不是更容易的路线...

- Stig-Rune Skansgård