一種基于三階Bezier曲線的偽裝迷彩自動生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)計算機圖形學，特別是用=階Bezier曲線模擬迷彩斑點，并用計算機實 現(xiàn)迷彩斑點的自動繪制。
【背景技術(shù)】
[0002] 迷彩偽裝技術(shù)是現(xiàn)代軍事中重要的偽裝技術(shù)，經(jīng)過后期的實際發(fā)展，迷彩與科技 融合后生成了變形迷彩和仿造迷彩。傳統(tǒng)斑點圖案生成主要是人工繪制（每幅迷彩圖案少 則幾十個斑點，多則上千個斑點），該種做法不僅生產(chǎn)效率低下，而且斑點形狀W及顏色面 積比等各個方面很難達到實際要求，沒有發(fā)揮計算機給生產(chǎn)帶來的方便。本迷彩圖案自動 生成系統(tǒng)的設(shè)計主要依托計算機技術(shù)，實現(xiàn)迷彩圖案的自動繪制，不僅大大提高了設(shè)計效 率，而且利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對人眼不能識別的色差、曲率半徑等進行處理，并且各種顏 色的面積比更加精確的符合迷彩圖案設(shè)計要求，增強了偽裝程度。迷彩的偽裝技術(shù)建立在 排列無規(guī)則、大小不一、曲率半徑適當?shù)陌唿c之上，斑點顏色符合國軍標或者特殊標準。斑 點大小需要滿足畫布比例要求，同時各個斑點銜接處要盡量自由圓滑、符合曲率半徑要求， 整幅圖案顏色要符合給定的顏色比例。
[0003] 由于戰(zhàn)地場景的多變性，迷彩的設(shè)計隨機性要求就比較高。為了能夠完成達到要 求的斑點圖案，工作人員需要手動去繪制完全無規(guī)則的曲線斑點、調(diào)節(jié)斑點曲率、設(shè)置斑點 顏色。往往一幅斑點圖案需要隨機上百個斑點，該給工作人員帶來了很大的任務量。繪制 好的圖形要不斷調(diào)整，滿足最佳狀態(tài)，還需要借助計算機S維模型展示，并在AutoCAD圖紙 中繪圖，該是一個非常復雜的過程，因此本迷彩圖案自動生成系統(tǒng)非常具有實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 迷彩圖案自動化生成系統(tǒng)的開發(fā)旨在提供高效、便捷的迷彩設(shè)計方式。本設(shè)計的 核屯、是自動化生產(chǎn)，最終成果必須具備快速自動設(shè)計符合要求斑點圖案的功能。因此，本方 法具有按照給定模型尺寸、顏色比、斑點曲率半徑，快速自動化生成符合上述要求的迷彩斑 點、并在AutoCAD中自動繪圖等幾個主要方面的功能。
[0005] 本發(fā)明的特征在于含有W下步驟：
[0006] 步驟（1)，斑點曲線建模：用S階Bezier曲線作為迷彩斑點曲線，用閉合的S階 Bezier曲線模擬迷彩斑點。S階Bezier曲線定義如下；
[0007] 定義給定空間n+1個點的位置矢量Pi(i= 0, 1，2,......，n)，則迷彩斑點參數(shù)曲 線上各點坐標的插值公式是：
[000引
[0009] 其中，Pi構(gòu)成該迷彩斑點曲線的特征多邊開多，Bi，D(t)是n次Bernstein基函數(shù)；
[0010]
[0011] 其中：
[0012] n為基本曲線的次數(shù)。
[0013] C為組合數(shù)公式。
[0014]t表示曲線上點的位置，t的取值為[(U]，0代表曲線的開始點位置，1代表曲線 的末端點位置。
[0015] i的取值是從0到n
[0016]其中規(guī)定；〇°= 1，〇! = 1
[0017] 迷彩斑點的曲線性質(zhì)：
[0031] 5)迷彩斑點曲線在t = t。處的坐標計算式為：
[0032]p(t〇) = (l-t〇)3p〇+3t〇(l-t〇)2pi+3t〇2(l-t〇)P2
[0033] 步驟（2)，手動繪制單個迷彩斑點：用戶在軟件繪圖界面左鍵點擊屏幕來確立一 系列關(guān)鍵點，記錄用戶點擊過的關(guān)鍵點坐標（并將用戶點擊過的關(guān)鍵點在屏幕上標識出 來）。當用戶點擊的某個點和點擊的第一個點重合的時候（用戶所點擊的點的總個數(shù)大于 二個），將用戶點擊過的點，按照先后順序，用S階Bezier曲線的曲線拼接技術(shù)，把用戶點 擊過的該一系列點連接起來（同時保留S階Bezier曲線各點處的坐標，方便計算曲線各點 處的曲率半徑），W此繪制出一個迷彩斑點。
[0034] 步驟（3)，檢測單個斑點各處的曲率半徑，并繪制出符合曲率半徑要求的斑點：
[0035] 依據(jù)=階Bezier曲線在各點處的曲率半徑計算公式，結(jié)合步驟（1)中生成的=階 Bezier曲線各點處的坐標，計算出=階Bezier曲線各點處的曲率半徑值，然后結(jié)合所要求 的曲率半徑的值，來檢測并標記出不符合曲率要求的曲線，再通過人手動的方式，對點擊過 的關(guān)鍵點的手動調(diào)節(jié)，將不符合曲率半徑要求的點調(diào)節(jié)為符合曲率半徑要求的點，即；繪制 的曲線各點的曲率半徑必須比大于等于所給出的曲率半徑的值。最終繪制出一個符合曲率 半徑要求的迷彩斑點。
[0036] 步驟（4)，建立符合曲率半徑要求的迷彩斑點庫：
[0037] 保存步驟（3)中符合要求的迷彩斑點的坐標到文件（例如一種實現(xiàn)方式；每一個 迷彩斑點保存為一個.spot文件，并W數(shù)字命名所保存的文件，1.spot, 2.spot……），并W 單個斑點所含關(guān)鍵的個數(shù)為劃分依據(jù)，分別建立含有多個關(guān)鍵點的大型斑點庫和包含較多 斑點的中型斑點庫W及包含較少斑點的小型斑點庫。
[003引步驟巧），將車輛的模型簡化為一個長方體，建立了與車輛模型相匹配的五面畫 布，該畫布為平面結(jié)構(gòu)，其包括矩形A、矩形B、矩形C、矩形D、矩形E，其中矩形E為該五視圖 畫布的中屯、面，矩形E的四條邊分別為邊a、邊b、邊C、邊d;所述矩形A、矩形B、矩形C、矩 形DW矩形E為中屯、，矩形A與矩形E公共邊為邊a,矩形B與矩形E公共邊為邊b，矩形C 與矩形E公共邊為邊C，矩形D與矩形E公共邊為邊d。該五視圖畫布的矩形A、矩形B、矩 形C、矩形D分別W邊a、邊b、邊C、邊d為中屯、，沿平面內(nèi)豎直方向90°旋轉(zhuǎn)，矩形A、矩形 B、矩形C、矩形D、矩形E即組成無蓋的六面體結(jié)構(gòu)，該六面體結(jié)構(gòu)與待繪制的車輛模型相對 應，其中矩形E為待繪制的車輛模型的頂面，矩形A、矩形B、矩形C、矩形D為待繪制的車輛 模型四個側(cè)面，如圖2。
[0039] 步驟化），隨機生成一幅包含多個迷彩斑點（各個迷彩斑點之間沒有交集）的迷彩 圖案：
[0040] 步驟化1)首先建立一個序列l(wèi)ist,用來保存斑點，初始時存儲序列為空，每次在 畫布上添加一個斑點，就把所添加的斑點加入到存儲序列中。
[004U步驟化2)將畫布紋理映射到車輛時，畫布上的矩形A、矩形B、矩形C、矩形D會分 別覆蓋到車輛的四個側(cè)面，此時矩形A與矩形B、矩形B與矩形C、矩形C與矩形D、矩形D與 矩形A會產(chǎn)生四條公共邊，記為：油、be、cd、da。油由畫布上的矩形A的邊al與畫布上的 矩形B的邊bl合并而來，be由畫布上的矩形B的邊b2與畫布上的矩形C的邊cl合并而 來，cd由畫布上的矩形C的邊c2與畫布上的矩形D的邊dl合并而來，da由畫布上的矩形 D的邊d2與畫布上的矩形A的邊a2合并而來。油、be、cd、da與車輛豎直方向的四條側(cè)棱 相對應。為實現(xiàn)車輛上跨越該四條側(cè)棱的斑點為同一個斑點，需要對五視圖畫布上的斑點 做如下所示處理（圖3):
[00創(chuàng) 步驟化2. 1)將矩形A、矩形B、矩形C、矩形D的八條邊；al、a2、bl、b2、cl、c2、 dl、d2劃為四組，al、bl劃為第一組，b2、cl劃為第二組，c2、dl劃為第S組，d2、al劃為第 四組。記邊al、bl的交點坐標為（xCenter，yCenter)。
[004引步驟化2. 2)從小型斑點庫隨機一個斑點spot,并讓其跨越邊al，記斑點spot中 屯、坐標為（x，y)，并將其加入到序列l(wèi)ist中。
[0044] 步驟化2.如將斑點spot的中屯、坐標（X,y)Wal、bl的交點坐標（xCenter， yCenter)為旋轉(zhuǎn)中屯、順時針旋轉(zhuǎn)90度，此時斑點跨越邊bl。
[0045] 步驟化2. 4)將旋轉(zhuǎn)90度過后的斑點spot加入到序列l(wèi)ist中。
[0046] 步驟化2. 6)其余S組邊做同樣處理。
[0047] 步驟化3)在畫布主干區(qū)域布大斑點。按照一定的間隔，從主干區(qū)域起始位置到 主干區(qū)域終點位置，遍歷主干區(qū)域。然后從大型斑點庫取一個斑點，用當前位置坐標作為大 型斑點的中屯、位置。根據(jù)當前大型斑點的縮放比例，旋轉(zhuǎn)角度，計算出大型斑點的每個關(guān)鍵 點在畫布上的實際位置。
[0048] 遍歷存儲