题目：交互式纹理合成方法研究

现实世界中各实体都拥有其独特的纹理信息，计算机图形学中有时为了突出某个模型的细节信息，往往需要对这个模型进细化工作，这不仅仅是一项耗时耗力的任务，而且在对场景进行渲染时也加大了对计算机资源的消耗，降低绘制效率。自带了光照、阴影、结构等信息的纹理很好的解决了这个问题，只需要在简单的模型上面覆盖一层纹理便能大大增加模型的细节而且只需要很小的额外开销。因此对于纹理合成的研究具有重要的意义。本论文结合了纹理交互设计与合成两个方面的问题，针对交互式合成方法、结构性纹理合成、具有结构性的随机纹理的合成展开了研究，并取得了以下成果：（1）给出并实现了一种与用户交互的控制网格的合成方法。为了能够与用户交互完成结构性纹理的合成，对于用户输入的控制图，本文介绍了一种可以快速合成理想大小的控制网格的方法。首先从用户控制图中提取出一个可在平面上直接拼接的无缝块，利用这个块初始化一个基本的控制网格，然后利用用户控制图中节点间的位置关系对初始控制网格上的顶点位置进行调整以便去除由于拼接带来的结构重复性，使得结果控制网格看上去更加自然，更加贴近于用户的控制图。（2）给出并实现了一种结构性纹理合成方法。首先对样图及控制网格进行分析，分别提取出边界与纹元信息，然后利用像素的距离特征对边界初始化，再根据纹元的结构特征对控制网格的纹元进行初始化，最后结合像素的方向特征为每个像素建立可变方向的邻域信息，利用可编程GPU技术并行的合成纹理。本文方法对于结构性纹理的合成具有非常好的效果，并且可用于对随机纹理的合成，利用本方法用户可完全控制纹元的分布。（3）给出并实现了一种具有结构信息的随机纹理的合成方法。通过对这种纹理进行分析，提取出其层次结构信息，然后据此对用户输入的控制图进行层次合成得到结果纹理的结构信息，再利用基于像素的纹理合成方法完成合成过程。本文方法在层次结构合成阶段采用的是一种块合成的方法，速度上优于基于像素的方法，并且可以根据用户控制图的要求交互的进行纹理合成。