一種fsm3d面料高清掃描儀及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種FSM3D面料高清掃描儀及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)，屬于3D技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在3D虛擬技術(shù)高速發(fā)展的今天，3D虛擬技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛。然而3D虛擬技術(shù)的大量應(yīng)用，離不開大量3D建模，而3D建模中為了使模型更加逼真，則需要高質(zhì)量的3D材質(zhì)庫(kù)貼圖。目前大多數(shù)3D建模軟件所需的材質(zhì)貼圖需包含(漫反射貼圖Color、法線貼圖Normals、置換貼圖Displacement，高光貼圖Specular、透明度貼圖Alpha)。目前的3D材質(zhì)貼圖的制作方法一般是通過(guò)平板掃描儀或數(shù)碼相機(jī)掃描或拍攝獲得原始圖片，然后通過(guò)Photoshop調(diào)整顏色裁剪圖像大小及通過(guò)人工肉眼判斷調(diào)整來(lái)制作無(wú)縫循環(huán)拼接，再通過(guò)Crazybump等圖形處理軟件經(jīng)過(guò)復(fù)雜繁瑣的處理調(diào)整來(lái)生成3D材質(zhì)貼圖。這種方式獲得的材質(zhì)貼圖，由于圖片前期掃描或拍攝時(shí)，光源為單方向單維度下獲得的圖片，且光源亮度固定不變，當(dāng)掃描反光比較大的材料(如熒光材料)時(shí)，由于反光原因容易造成曝光過(guò)度，此外還有高光貼圖是反應(yīng)掃描材料的高光系數(shù)值，單一光源下測(cè)得材料的高光系數(shù)不夠準(zhǔn)確，還有透明度貼圖是反應(yīng)被掃描材料的透光度系數(shù)，上述普通掃描是在掃描面打光，沒(méi)有穿透光所以不能測(cè)得材料的透光性，通過(guò)上述軟件雖然能夠模擬生成相應(yīng)貼圖，但是并不是真實(shí)反應(yīng)面料原本的特性，所以制作出來(lái)的材質(zhì)貼圖，使用上不能真實(shí)展現(xiàn)材質(zhì)的紋理和光影效果，而且需要耗費(fèi)大量的人工時(shí)間成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，在于提供一種可以多角度打光掃描、具有先進(jìn)貼圖合成算法、程序自動(dòng)化的掃描控制和自動(dòng)貼圖生成的FSM3D面料高清掃描儀及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn):一種FSM3D面料高清掃描儀，其由機(jī)箱上蓋、單反相機(jī)、機(jī)箱骨架、機(jī)箱側(cè)板、放置掃描面料推拉式抽屜和拔插式掃描儀控制主機(jī)組成，所述機(jī)箱骨架包括一號(hào)機(jī)箱骨架、二號(hào)機(jī)箱骨架和三號(hào)機(jī)箱骨架，所述機(jī)箱側(cè)板包括機(jī)箱兩側(cè)及底部U型側(cè)板、機(jī)箱前側(cè)板和機(jī)箱后側(cè)板，所述機(jī)箱兩側(cè)及底部U型側(cè)板、所述機(jī)箱前側(cè)板和所述機(jī)箱后側(cè)板組裝成一體式機(jī)箱下部結(jié)構(gòu)，所述放置掃描面料推拉式抽屜設(shè)有在所述機(jī)箱前側(cè)板的下端，所述拔插式掃描儀控制主機(jī)穿過(guò)所述機(jī)箱后側(cè)板插入機(jī)箱內(nèi)部，所述一號(hào)機(jī)箱骨架、所述二號(hào)機(jī)箱骨架和所述三號(hào)機(jī)箱骨架從上到下依次設(shè)置在所述機(jī)箱側(cè)板內(nèi)壁的卡塊上，所述一號(hào)機(jī)箱骨架上端設(shè)有裝飾板，所述裝飾板上端設(shè)有相機(jī)支撐隔板，所述單反相機(jī)設(shè)置在所述相機(jī)支撐隔板與所述機(jī)箱上蓋之間，所述一號(hào)機(jī)箱骨架、所述二號(hào)機(jī)箱骨架和所述三號(hào)機(jī)箱骨架均為四根骨架組成的正方形結(jié)構(gòu)，所述二號(hào)機(jī)箱骨架下端設(shè)有四組并聯(lián)朝下照射光源，所述三號(hào)機(jī)箱骨架的上端設(shè)有四組并聯(lián)朝上照射光源，所述三號(hào)機(jī)箱骨架下端的四個(gè)方向上分別設(shè)有單組光源，分別是:單組E方向光源、單組S方向光源、單組W方向光源、單組N方向光源，所述放置掃描面料推拉式抽屜上設(shè)有底部冷光片光源。
[0005]所述單組E方向光源、所述單組S方向光源、所述單組W方向光源、所述單組N方向光源的發(fā)光方向分別朝向東南西北四個(gè)方向。
[0006]所述單組E方向光源、所述單組S方向光源、所述單組W方向光源、所述單組N方向光源朝向掃描儀的中心位置。
[0007]所述單反相機(jī)旁設(shè)有L型相機(jī)支架，所述相機(jī)支架高于所述單反相機(jī)，且所述相機(jī)支架連接所述相機(jī)支撐隔板與所述機(jī)箱上蓋。
[0008]—種FSM3D面料高清掃描儀的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)中PC電腦通過(guò)USB數(shù)據(jù)線連接到USB接口芯片，所述USB接口芯片分成兩路，一路接到所述單反相機(jī)，另一路通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口芯片連接到所述拔插式掃描儀控制主機(jī)，所述拔插式掃描儀控制主機(jī)通過(guò)光源開關(guān)依次打開單組E方向光源、所述單組S方向光源、所述單組W方向光源、所述單組N方向光源、所述四組并聯(lián)朝下照射光源、所述四組并聯(lián)朝上照射光源、所述底部冷光片光源共計(jì)7組不同方向的LED燈光，并依次拍照。完成后得到七張不同方向打光的圖片，名字分別是:圖片E、圖片S、圖片W、圖片N、圖片SP、圖片NSP、圖片A，然后程序利用四個(gè)方向打光生成的圖片E、圖片S、圖片W和圖片N中的燈光方向相反的兩張圖進(jìn)行反向疊加，接著高通濾波，保留差值合成法線貼圖，圖片E、圖片S、圖片W和圖片N燈光方向相反的兩張圖進(jìn)行反向疊加，只保留藍(lán)色通道，然后高通濾波，最后高斯模糊處理生成置換貼圖，由圖片SP和圖片NSP兩張圖片的亮度值相減后保存差值生成高光貼圖，底部用穿透性強(qiáng)的冷光片從下到上向掃描材料打光獲得的圖片A經(jīng)掃描程序反色處理，只保留綠色通道值生成來(lái)透明度貼圖，圖片NSP直接作為漫反射貼圖，進(jìn)而得到3D建模所需的材質(zhì)貼圖。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明一種FSM 3 D面料高清掃描儀及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)，集掃描原圖獲取，圖片程序自動(dòng)化處理，一次生成輸出3D材質(zhì)貼圖組合文件包含(漫反射貼圖color、法線貼圖normals、置換貼圖Displacement，高光貼圖Specular、透明度貼圖Alpha)簡(jiǎn)化材質(zhì)貼圖制作的流程，提高效率；
2、本發(fā)明一種FSM3D面料高清掃描儀及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)采用多級(jí)線性可調(diào)光源，使曝光更加精確，可適用更多類型材料的掃描；
3、本發(fā)明一種FSM3D面料高清掃描儀及其自動(dòng)化控制系統(tǒng)由于采用的不同角度方向分別打光，掃描材料的表面紋理在不同方向光的作用下，可以通過(guò)軟件測(cè)得光影的方向和深度，這樣合成計(jì)算的法線貼圖和置換貼圖更加精確。此外高光貼圖也是得益于高低安裝的兩組LED存在亮度差別計(jì)算更精確。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為一種FSM3D面料高清掃描儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011 ]圖2為一種FSM3D面料高清掃描儀的自動(dòng)化控制系統(tǒng)的流程結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1為機(jī)箱上蓋，2為單反相機(jī)，3為放置掃描面料推拉式抽屜，4為拔插式掃描儀控制主機(jī)，5為一號(hào)機(jī)箱骨架，6為二號(hào)機(jī)箱骨架，7為三號(hào)機(jī)箱骨架，8為機(jī)箱兩側(cè)及底部U型側(cè)板，9為機(jī)箱前側(cè)板，10為機(jī)箱后側(cè)板，11為裝飾板，12為相機(jī)支撐隔板，13為四組并聯(lián)朝下照射光源，14為四組并聯(lián)朝上照射光源，15為單組E方向光源，16為單組S方向光源，17為單組W方向光源，18為單組N方向光源，19為底部冷光片光源，20為相機(jī)支架，21為PC電腦，22為USB接口芯片，23為USB轉(zhuǎn)串口芯片，24微控制單元，25為光源開關(guān)，26為圖片E，27為圖片S，28為圖片W，29為圖片N，30為圖片SP，31為圖片NSP，32為圖片A，33為法線貼圖，34為置換貼圖，35為高光貼圖，36為透明度貼圖，37為漫反射貼圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合圖1-2對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限所述內(nèi)容。
[0014]一種FSM3D面料高清掃描儀，其由機(jī)箱上蓋1、單反相機(jī)2、機(jī)箱骨架、機(jī)箱側(cè)板、放置掃描面料推拉式抽屜3和拔插式掃描儀控制主機(jī)4組成，機(jī)箱骨架包括一號(hào)機(jī)箱骨架5、二號(hào)機(jī)箱骨架6和三號(hào)機(jī)箱骨架7，機(jī)箱側(cè)板包括機(jī)箱兩側(cè)及底部U型側(cè)板8、機(jī)箱前側(cè)板9和機(jī)箱后側(cè)板10，機(jī)箱兩側(cè)及底部U型側(cè)板8、機(jī)箱前側(cè)板9和機(jī)箱后側(cè)板10組裝成一體式機(jī)箱下部結(jié)構(gòu)，放置掃描面料推拉式抽屜3設(shè)有在機(jī)箱前側(cè)板9的下端，拔插式掃描儀控制主機(jī)4穿過(guò)機(jī)箱后側(cè)板10插入機(jī)箱內(nèi)部，一號(hào)機(jī)箱骨架5、二號(hào)機(jī)箱骨架6和三號(hào)機(jī)箱骨架7從上到下依次設(shè)置在機(jī)箱側(cè)板內(nèi)壁的卡塊上，一號(hào)機(jī)箱骨架5上端設(shè)有裝飾板11，裝飾板11上端設(shè)有相機(jī)支撐隔板12，單反相機(jī)2設(shè)置在相機(jī)支撐隔板12與機(jī)箱上蓋1之間，單反相機(jī)2旁設(shè)有L形相機(jī)支架20，相機(jī)支架20高于單反相機(jī)2，且相機(jī)20支架連接相機(jī)支撐隔板12與機(jī)箱上蓋1。
[0015]—號(hào)機(jī)箱骨架5、二號(hào)機(jī)箱骨架6和三號(hào)機(jī)箱骨架7均為四根骨