[发明专利]使用参数纹理映射的刺绣图像呈现

说明书

技术领域

本发明通常涉及生成刺绣针迹的计算机图像，并且更特别地涉及使用参数纹理映射的刺绣图像的图像呈现。

背景技术

刺绣是将装饰性的线状物设计应用于结构或纺织品的艺术。在机械刺绣中，以自动刺绣机器缝合刺绣设计。这些设计最初通过刺绣软件被数字化为刺绣雏形的序列，并且之后使用缝合发动机转换为独立的针迹。用于计算机辅助的刺绣的方法、系统和技术在以下专利或专利申请中进行说明：Goldman的美国专利6,836,695，Goldman的美国专利7,016,756，Goldman的美国专利6,947,808，Goldman的美国专利7,016,757，Goldman的美国专利7,587,256，Goldman的美国专利6,804,573，Goldman的美国专利6,397,120，Goldman的公开号为No.US2010-0191364A1的美国专利申请，Goldman等人的公开号为No.US2007-0118245A1的美国专利申请，Goldman等人的公开号为No.US2010-0017011A1的美国专利申请，Goldman等人的公开号为No.US2008-0079727A1的美国专利申请，其中的每一个以其全部教示作为参考并入本文。

刺绣产品可以在通过因特网可访问的各种网站上被查看和购买。为了确保顾客对其收到的刺绣产品满意，并且特别是确保顾客收到的刺绣产品是顾客在订购时所看到的样子，期望在顾客的计算机显示器上呈现物理刺绣的逼真的预览图像。在许多情况下，刺绣产品的卖家在产品被订购之后才刺绣该产品。在这些情况下，可能不能获得图像（例如实际刺绣的产品的照片图像）以呈现给用户。因此，可能期望在软件中生成刺绣产品的逼真呈现，其精确地表示了刺绣在被制造时将呈现的样子。

绝大多数计算机化刺绣系统提供了一些类型的预览系统。最简单的方法以简单的彩色线条绘制每个针迹。更复杂的系统可以对针迹建模，并且使用若干常见的渲染处理算法中的一种来对所述针迹进行着色，从而通过描述暗度的不同水平而仿真深度和亮度。

这种建模和着色的方法的一种实现方式在公开号为US2010/0106283A1的美国专利申请（此后被称作“’283公开”）中进行了说明，该专利申请以其全部教示作为参考并入本文。’283公开说明了一种刺绣系统和方法，其中顾客可以提供设计，例如图像或文本，使其转换为数字化图像，并且之后用于生成可以被置于产品上的定制的刺绣。’283公开还说明了一种刺绣仿真，其示出了使用刺绣纹理以及由技师布置的颜色的被转换的刺绣设计。该刺绣仿真向用户示范了刺绣机器如何可以执行刺绣设计中隐含的缝合指令，并且向用户显示所述设计的仿真图像。在’283公开中说明的刺绣仿真算法利用了一组包括关于物体的地理信息的标准地图，所述物体在此情况下为线状物针迹。为了呈现这些标准地图，使用了简单的渲染模型，例如光照模型，其基于粗糙表面的漫反射与磨损表面的镜像反射的组合以及使环境光导致光散射而对光的表面反射建模。

在’283公开中说明的刺绣仿真是传统的建模与着色呈现技术的一个实施例，该技术根据物体的材料属性和光照对所述物体的三维模型进行着色。为了使用这种方法呈现刺绣，需要对下至丝线水平的线状物的几何构型进行建模。然而，使用这种方法可获得的逼真度因多种原因而受限。

首先，’283公开的方法的几何构型的精确度是有限的，这是因为虽然对一片线状物中的各丝线的建模是相对容易的，但是难得多的是面对每个丝线是由许多具有任意的羽毛的更小的纤维构成的事实。将线状物建模为实心丝线在概念上与将一片布料建模成绝对平坦的塑料板一样不够精确。

第二，即使在显微镜水平下提供了精确的几何构型，但对能够以何种精度仿真光线交互仍具有许多实际的限制。在建模与着色方法中，所述模型使用渲染算法着色。大多数渲染模型不考虑一些作用，例如子表面散射和全局照明，这两者在刺绣的摄影中均是可见的。这些技术的计算复杂度使其在交互方案中是不切实际的。所述建模与着色方法可以用数小时生成一个帧。虽然这种潜在因素可以适于生成用于电影制作的计算机图表，但是这种潜在因素在实时呈现在网站上的应用是不可接受的。