如何使用纹理贴图绘制表面

Question

我想绘制一个带有纹理贴图的表面，但条件不是“理想”的。

首先让我们解释一下我所拥有的。

我在网格中有一组点 (~7000)，它们是图像坐标。 这些点并不定义完美的正方形。 它不是网格。为了这个问题，让我们假设我们有 9 分。让我们用一张图片来说明我们拥有的东西：

 X=[310,270,330,430,410,400,480,500,520]
 Y=[300,400,500,300,400,500,300,400,500]

假设我们可以得到网格的“结构”，所以

 size1=3;
 size2=3;
 points=zeros(size1,size2,2)
 X=[310,270,330;
    430,410,400;
    480,500,520]
 Y=[300,400,500;
    300,400,500;
    300,400,500]
 points(:,:,1)=X;
 points(:,:,2)=Y;

现在假设我们有一个第三维度，Z。

编辑：如果信息忘记添加一块。我对图像中的点进行三角测量并获得 3D 对应关系，因此当显示在表面中时，它们没有图像的 X 和 Y 坐标，为了简化给定数据，可以说 X=X/2 Y=Y /3

我们有：

 points=zeros(size1,size2,3)
 Z=[300,330,340;
    300,310,330;
    290,300,300]

 surf(points(:,:,1)/2,points(:,:,2)/3,points(:,:,3))

我想要的是用图像纹理绘制 3D 表面。每个元素都应具有第一张图像中的纹理。

这需要适用于庞大的数据表。我并不特别需要它很快。

相关帖子（但我有一个网格作为初始点集）：Texture map for a 2D grid

PD：如果需要，我可以发布原始图像+真实数据，只是发布了这个，因为我认为使用小数据更容易。

Answer 1

您可以使用surf 的texturemap 属性，它适用于矩形网格以及非矩形网格。

创建非矩形数据点

% creating non-rectangular data points
[X, Y] = meshgrid(1:100, 1:100);
X = X+rand(size(X))*5; 
Y = Y+rand(size(X))*5; 

导致以下数据点：

生成高度数据：

Z = sin(X/max(X(:))*2*pi).*sin(Y/max(Y(:))*2*pi);

加载图片：

[imageTest]=imread('peppers.png');

并将其作为纹理映射到网格：

surf(X,Y,Z, imageTest, ...
     'edgecolor', 'none','FaceColor','texturemap')

请注意，为了演示，这个非矩形网格的填充非常稀疏，导致纹理相当参差不齐。使用更多的点，结果会变得更好，而与网格点的失真无关。

还要注意，网格点的数量不必与纹理图像中的像素数量相匹配。

~编辑~

如果 X 和 Y 坐标仅适用于图像的一部分，则可以通过

相应地调整纹理

minX = round(min(X(:)));
maxX = round(max(X(:))); 
minY = round(min(Y(:)));
maxY = round(max(Y(:)));

surf(X,Y,Z, imageTest(minX:maxX, minY:maxY, :), ...
     'edgecolor', 'none','FaceColor','texturemap')

Answer 2

我不认为你可以用 Matlab 的内置命令和功能做你想做的事。但是使用来自my other answer 的技术和高分辨率版本的网格可以为您做到这一点。

“高分辨率”是指具有更密集数据点的非均匀网格的插值版本。这用于在更密集的数据点对纹理进行采样，以便可以使用surf 的texturemap 功能进行绘制。但是，您不能使用普通的 2D 插值，因为您需要保留不均匀的网格形状。这是我想出的：

function g = nonUniformGridInterp2(g, sx, sy)

[a,b] = size(g);
g = interp1(linspace(0,1,a), g, linspace(0,1,sy)); % interp columns
g = interp1(linspace(0,1,b), g', linspace(0,1,sx))'; % interp rows

请注意，您必须调用两次才能独立插入 X 和 Y 点。这是原始网格的示例和每个方向有 10 个点的插值版本。

下面是如何将高分辨率网格与 interp2 和 texturemap 一起使用。

function nonUniformTextureMap

% define the non-uniform surface grid
X = [310,270,330; 430,410,400; 480,500,520];
Y = [300,400,500; 300,400,500; 300,400,500];
Z = [300,330,340; 300,310,330; 290,300,300];

% get texture data
load penny % loads data in variable P

% define texture grid based on image size
% note: using 250-550 so that a,b covers the range used by X,Y
[m,n] = size(P);
[a,b] = meshgrid(linspace(250,550,n), linspace(250,550,m));

% get a high-res version of the non-uniform grid
s = 200; % number of samples in each direction
X2 = nonUniformGridInterp2(X, s, s);
Y2 = nonUniformGridInterp2(Y, s, s);

% sample (map) the texture on the non-uniform grid
C = interp2(a, b, P, X2, Y2);

% plot the original and high-res grid
figure
plot(X(:),Y(:),'o',X2(:),Y2(:),'.')
legend('original','high-res')

% plot the surface using sampled points for color
figure
surf(X, Y, Z, C, 'edgecolor', 'none', 'FaceColor','texturemap')
colormap gray

Answer 3

我不确定我是否理解您的问题，但我认为您需要做的是在网格的 X、Y 点处对纹理进行采样（映射）。然后，您可以简单地绘制曲面并将这些样本用作颜色。

这是一个使用您在问题中提供的数据的示例。看起来不多，但使用更多的 X、Y、Z 点应该会得到您想要的结果。

% define the non-uniform surface grid
X = [310,270,330; 430,410,400; 480,500,520];
Y = [300,400,500; 300,400,500; 300,400,500];
Z = [300,330,340; 300,310,330; 290,300,300];

% get texture data
load penny % loads data in variable P

% define texture grid based on image size
% note: using 600 so that a,b covers the range used by X,Y
[m,n] = size(P);
[a,b] = meshgrid(linspace(0,600,n), linspace(0,600,m));

% sample (map) the texture on the non-uniform grid
C = interp2(a, b, P, X, Y);

% plot the surface using sampled points for color
figure
surf(X, Y, Z, C)
colormap gray