《Illumination-Preserving Embroidery Simulation for Non-photorealistic Rendering》
非照片级真实感渲染的保留照明的刺绣仿真
Abstract:
使用一些最常用的针迹样式开发了二维针迹模型，并且将输入图像本质上分解为反射率图像及其对应的阴影图像。采用Chan-Vese活动轮廓将输入图像分割成多个区域，从中得出针迹花样的参数,将合适的针迹图案逐个区域地重新应用到基材上，并使用输入图像的固有阴影进行渲染。
1.Introduction
由于真实的绣花在光线下会闪烁并且对照明敏感，因此，对照明进行适当的模拟可以很好地遮盖计算机生成的绣花，并赋予其3D幻觉和艺术感。本文还是采用了手动过程来将人工照明与原始输入图像中的阴影方向对齐。
问题：①不连贯的照明效果
方法：提出一种保留光照的刺绣仿真方法。我们的方法通过本质分解将输入图像的光照效果传递到模拟结果，从而使物理设备捕获的光照将为刺绣模拟结果提供更具吸引力的光照效果。
我们首先基于自行设计的二维（2D）针迹模型得出一些最常用的针迹花样，然后通过将输入图像分割成多个区域来进行预处理。 可以找出不同针迹花样的参数。 同时，输入图像本质上分解为其阴影和反射率图像。 每个针脚的颜色由针迹期间的反射率图像确定。 最后，输入图像的固有阴影用于渲染缝合结果。
2.Model
①long-short stitch：擅长显示强度梯度，是各种绣花中常用的针迹花样，通过交替长针迹和短针迹并更改颜色参数，这种类型的针迹可以显示平滑的颜色变化。
我们添加了自适应长度变化策略：在应用针迹之前，我们计算局部颜色差异的映射。如果针迹点的方差值大于预定义的阈值，则使用短针迹显示更多细节；否则，将应用长针迹以提高计算效率。随机化针迹的起始位置和长度以遵循预设的正态分布
②Satin stitch：是缝制区域的最快针迹花样，它由在整个区域上延伸的一系列长而平行的针迹组成。可用来填充背景。 此外，当一个区域大致对称时，我们建议使用如图4（c）所示的缎纹针迹，在这种情况下，我们首先将原始区域分成两半，并用一条对称线，然后将对称的缎纹针迹应用 线区域的两侧。视觉上更具有吸引力。
③Edge stitch：于第二边缘针迹图案，所有针迹均顺时针放置，在其中点处与区域的边缘相交，沿边缘有预定的间隙。 我们还向针迹方向添加了一个小的随机偏移量，以避免过规性。
3. Preprocessing and Selection of Parameters
在将针脚应用于基础材料之前，必须通过图像分割和边缘平滑对输入图像进行预处理。 在本文中，出于以下三个原因，我们对输入图像进行了分割。
①首先，我们的针脚模块是按区域划分的，并且每个区域都用特定的针脚模块缝制。
②其次，我们需要平滑区域边缘以使其在视觉上连贯，这在应用边缘针迹时尤其重要。
③针迹参数，例如长度，宽度和颜色，都由分割区域的属性决定。
3.1 preprocessing
使用Chan-Vese活动轮廓图分割对象，猥琐了提高精度，先用L0处理灰度图。我们通过用低频傅立叶重构边缘，用傅立叶描述子平滑边缘 。
3.2 Selection of Stitch Parameters
我们还计算区域的长轴的面积，质心和方向。 对于那些近似对称的区域，我们通过在形态上细化平滑区域，然后将它们与二次多项式拟合来计算它们的对称线。 主轴的质心和方向分别通过计算该区域一阶矩，二阶矩来获得。
在我们的方法中，针迹图案参数（例如颜色，长度，宽度和方向）是根据输入图像动态确定的。 针迹颜色设置为该针迹在本征反射率图像中覆盖的区域的平均颜色。
4. Intrinsic Decomposition and Rendering
