Составление коллажей из фрагментов изображений Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Решетневские чтения

- отсутствует необходимость разбивать сцену на геометрические фрагменты для целей текстурирования.

В качестве недостатков данной технологии можно отметить следующее:

- большой объем текстуры для всего ландшафта занимает много места на жестком диске;

- наличие специальных инструментов и мощных компьютеров для подготовки текстуры [1].

К недостаткам, по крайней мере, на сегодняшнем этапе развития данной технологии относится тот факт, что в силу своей новизны и закрытости коммерческих проектов количество конкретных методологических материалов недостаточно, что усложняет развитие технологии и разработку реальных приложений, в основу которых положена технология «мегатекстура».

При работе над данной темой было создано демонстрационное приложение, реализующее технологию «мегатекстура» при моделировании ландшафта большой площади. Программа наглядно демонстрирует эффективность работы алгоритма, а также достоинства технологии в плане визуального качества ландшафтной сцены.

В настоящее время технология «мегатекстура» достаточно перспективна в области игровой индустрии,

где часто требуется создавать ландшафтные модельные сцены [2]. Требования к современным проектам индустрии таковы, что эти ландшафты должны быть максимально реалистичными, и можно с уверенностью сказать, что качество компьютерной графики в данной сфере будет непрерывно повышаться.

Нельзя забывать про программные средства генерации ландшафтов, где рассмотренная технология также может быть использована. Следует отметить, что вопросы улучшения, оптимизации, модернизации и развития данной технологии требуют изучения и совершенствования. Таким образом, рассмотренная техника текстурирования уже в ближайшем будущем может стать основной при создании различных ландшафтов большой площади.

Библиографические ссылки

1. Головин Е. Использование мегатекстур (megatexture, clipmaps) [Электронный ресурс] URL: http: //www.gamedev.ru/code/articles/Megatexture.

2. Asirvatham A., Hoppe H. Terrain rendering using GPU-based geometry clipmaps // GPU Gems 2. Chap. 2. M. Pharr and R. Fernando. Addison Wesley, 2005. March. P. 27-46.

D. S. Jakovlev

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk 3D MODELING LARGE TERRAIN USING «MEGATEXTURE»

The problems of texturing large landscapes are covered in this paper. The comparative characteristics of Tilesets technology and promising technology «Megatexture» are considered. The algorithm of work with «Megatexture» is shown. The results of the algorithm are presented in the pictures showing the 3D terrain covered with different textures.

© Яковлев Д. С., 2010

УДК 004.932.4

Е. Л. Ярославцева

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

СОСТАВЛЕНИЕ КОЛЛАЖЕЙ ИЗ ФРАГМЕНТОВ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Описан алгоритм составления коллажей с использованием метода автоматического выделения области интереса на изображении и эффекта бесшовной стыковки, основанном на построении гибких контуров.

В компьютерной графике коллажем называют композицию, составленную из разных изображений, противоположных по характеру или находящихся в гармонии, помещаемых рядом друг с другом, накладываемых одно поверх другого или сведенных воедино и представляющих собой нечто осмысленное, а зачастую объединенных в один графический символ посредством однородной текстуры [1]. Компьютерные коллажи незаменимы при оформлении различных видов печатной продукции: книг, грамот, открыток, афиш, плакатов, транспарантов. Используются они также и при создании информационной, презентаци-

онной и сувенирной рекламы. В настоящее время сложилось целое искусство создания коллажа с использованием инструментов фотомонтажа.

Рассмотрим основные приемы фотомонтажа, используемые при составлении коллажа цифровых изображений:

- выделение области интереса на изображении;

- аппроксимация найденной области;

- бесшовная стыковка сегментов коллажа.

Для создания визуально привлекательного коллажа целесообразно исключать неинформативные области изображений. Для решения данной проблемы

Информационно-управляющие системы

используется метод выделения области интереса (ОИ) на изображении, результаты которого используются при размещении всех сегментов коллажа и последующей их бесшовной стыковке (см. рисунок).

Этапы предварительной обработки

На первом этапе в качестве предварительной обработки применяется интеллектуальная пороговая бинаризация изображения, результаты которой будут использоваться как для выполнения морфологических операций, так и для последующей сегментации. Величина порога бинаризации для текущего пикселя находится как среднее арифметическое от суммы максимального и минимального значения яркости пикселей в окрестности.

Для устранения шума и получения целостного объекта интереса после бинаризации изображения применяются операции математической морфологии [2]:

1) закрытие - сначала расширение, потом сужение (данная операция полезна тем, что заполняет отверстия внутри и на границах);

2) заполнение изолированных пикселей;

3) удаление внутренних пикселей объекта (в результате применения останутся только пиксели границы объекта);

4) соединение пикселей объекта (для удаления разрывов на границе).

На третьем этапе на основе изображения, морфологически обработанного, формируются контуры объектов интереса в виде массива точек.

На этапе размещения сегментов коллажа найденная ОИ аппроксимируется прямоугольной областью и в дальнейшем используется как дополнительный критерий оптимизации размещения сегментов.

На этапе бесшовной стыковки используется полигональная аппроксимация ОИ, на основе которой создается нечеткая маска, позволяющая сформировать наиболее естественные границы размытия области. Для более тонкого выбора ОИ пользователю предоставлена возможность ручного выделения границ объекта.

С целью создания целостности получаемой картины необходимо осуществить плавные переходы от одного сегмента коллажа к другому. Решение данной задачи заключается в применении метода, получившего название «бесшовная стыковка» (seamless blending) [3]. Для его алгоритмической реализации необходимо создать взаимопроникающие границы у соседних сегментов с учетом найденных ОИ, и применить эффект градиентного размытия и полупрозрачности к граничным областям.

В результате исследования разработана система автоматизированного составления коллажа цифровых изображений. В данном программном продукте реализован алгоритм автоматического размещения сегментов коллажа, эффект бесшовной стыковки. Кроме того, пользователю представлена возможность ручного размещения коллажа, выделение ОИ, применение различных графических фильтров как к отдельному сегменту, так и ко всему коллажу в целом. В настоящее время разрабатывается алгоритм автоматического выделения области интереса на изображении.

Библиографические ссылки

1. Rother C., Bordeaux L., Hamadi Y. et al. Autocollage in Proc. New York : SIGGRAPH '06. 2006. P. 847-852.

2. Гонсалес Р., Вудс Р. Цифровая обработка изображений. М. : Техносфера, 2005.

3. Ярославцева Е. Л. Применение цифрового коллажа для наглядного представления видеопоследовательностей // Цифровая обработка сигналов и ее применение : материалы XII Междунар. конф. : в 2 т. М., 2010. Т. 2. С. 189-191.

E. L. Yaroslavtseva

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

COLLAGE COMPOSITION OF IMAGE FRAGMENTS

An approach that describes the algorithm of collage composition using the method of automatic region of interest extracting and seamless blending effect based on applying flexible contours is described.

© Ярославцева Е. Л., 2010