盧 軍，張廣付

(阜陽職業(yè)技術學院人文教育學院，安徽 阜陽 236000)

隨著美麗鄉(xiāng)村建設的推進，進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計成為鄉(xiāng)村建設的基礎，在計算機視覺和三維動畫軟件支持下，進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計，構建鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫設計模型，采用三維圖像模擬方法，進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫模擬，結合對鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的邊緣輪廓特征分解和信息融合技術，提取鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的顏色特征分量，構建鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的空間區(qū)域特征分布模型，實現(xiàn)對鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維模擬，研究鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫模擬方法，在提高鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的效能方面具有重要意義[1]。提出基于MAYA三維動畫技術的鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計方法，構建鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫成像模型，采用三維顏色特征空間的特征分解方法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維重構，提取鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動態(tài)特征量，基于MAYA軟件進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境的三維動畫設計優(yōu)化，最后進行仿真實驗分析，展示了該方法在提高鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計效能方面的優(yōu)越性。

1 鄉(xiāng)村景觀環(huán)境三維動畫成像和特征分析

1.1 鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫成像

為了實現(xiàn)鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計優(yōu)化，在MAYA軟件中進行三維動畫模擬，采用分塊像素特征匹配方法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維視覺特征重構，結合向量量化分解進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫成像處理，提取鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫成像的顏色特征分量[2]，提高對鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的主成分特征分析能力和顏色特征分辨能力，在顏色空間中進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫重建，采用自適應特征檢測進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫的多視點融合跟蹤，提取鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫成像的邊緣輪廓特征值，構建鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維成像的多視點重構模型如圖1所示。

圖1 鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維成像的多視點重構模型

在圖1所示的鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維成像的多視點重構模型中，基于多重紋理融合方法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的動態(tài)融合[3]，定義鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的區(qū)域分塊像素自相關函數(shù)：

(1)

其中，Δx,Δy是鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計特征分塊的融合像素集，(xi,yi)是三維動畫圖像動態(tài)融合的邊緣特征點。按照像素邊緣融合和特征分解方法，得到鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫模擬特征重構的像素特征量輸出為：

I=Z+ΔI

(2)

其中，ΔI=(IxIy)T是鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維成像的邊界像素點，利用Kronecker Delta函數(shù)把鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維成像的先驗分布場進行區(qū)域分割，計算鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維分布場的相關系數(shù)。

(3)

其中，k和l分別模糊相關性特征檢測的像素值和空間區(qū)域分割特征值。采用三維顏色特征空間的特征分解方法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維重構，提取鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動態(tài)特征量，由此實現(xiàn)鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的圖像信息采集[4]。

1.2 鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動態(tài)特征量提取

采用虛擬視景重構技術進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像采集和特征投影處理，對鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像進行二值擬合和邊緣輪廓檢測，結合包絡輪廓檢測方法，進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的邊緣輪廓檢測[5]，結合鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的色彩空間分塊融合特征值，進行模型更新，得到迭代公式如下：

A=(ρk+(1-ρ)l)×C

(4)

其中，ρ表示控制鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維成像的兩個分布場。提取鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的灰度像素特征量，結合Euler-Lagrange方程，得到鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像觀測點邊界區(qū)域方程為：

(5)

(6)

結合RGB分解技術進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的顏色分量提?。?/p>

w=fR,G,B×hσs

(7)

其中，fR,G,B表示RGB分量，hσs是一個標準差為σs的2D高斯核。鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫的邊緣輪廓檢測輸出為：

P=(w+Tm)×hσf

(8)

其中hσf是一個標準σf差為的高斯核。根據(jù)對鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫的顏色特征提取結果，進行三維動態(tài)特征量提取和重建[6]。

2 鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計優(yōu)化

2.1 三維動畫圖像的分塊融合處理

構建鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫成像模型，在采用三維顏色特征空間的特征分解方法對鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維重構的基礎上，進行三維動畫技術的鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的優(yōu)化，提出一種基于MAYA三維動畫技術的鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計方法。結合RGB分解技術進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的顏色分量提取，鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的Harris角點分布信息為：

(9)

其中，θ為鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像在特征重構空間上的橢圓主方向角，λ1,λ2分別為長、短半軸長度。構建鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的像素分布序列為：

(10)

H=d×a×g

(11)

其中，g為鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的灰度像素級，由此實現(xiàn)對三維動畫圖像的分塊融合處理。

2.2 鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫重構

在上述采用顏色模板空間投影算法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的分塊融合處理的基礎上，進行三維動畫重構，采用分塊區(qū)域重構方法，提高鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫重構能力，結合區(qū)域塊分割方法，得到鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫重構的幾何不變矩相關系數(shù)：

φ=y×b(i+j)

(12)

其中，y為鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的定義域，b為鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計像素序列每一幀中分塊區(qū)域的位置，(i,j)為鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫像素初始值的分布坐標，φ為y和b的相關系數(shù)。根據(jù)上述分析，提取鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫的暗原色先驗特征信息，結合灰度像素信息融合技術進行特征重構[8]，提高景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的自適應信息融合，進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的景觀灰度輪廓點標記，單個像素值P為：

(13)

其中，r為鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像特征分布直方圖特征值，在此基礎上，構建鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的動態(tài)信息融合特征量，結合自動分塊技術，得到鄉(xiāng)村景觀環(huán)境的分塊為M×N個2×2的子塊Gm,n，在一塊三維體素空間中，得到三維動畫圖像的動態(tài)信息重構結果為：

(14)

結合三維體數(shù)據(jù)分布模型進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫信息標定，得到三維動畫圖像的動態(tài)信息的特征匹配集為一個二維層狀圖，表示為G1=βGm,n，則鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫重構輸出為：

M=P×G1

(15)

綜上分析，利用顏色模板空間投影算法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的分塊融合處理，能夠提高鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫重構能力[9-10]。

3 仿真實驗與結果分析

為了測試該方法在鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫重建和設計優(yōu)化中的性能，運用MAYA、3DStudio MAX、SoftImag軟件進行三維模型設計，設置鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫先驗像素值為1 200×2 400，鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的觀賞點分布區(qū)域為200×200的網(wǎng)格區(qū)域，梯度特征系數(shù)為1.45。鄉(xiāng)村景觀環(huán)境的三維動畫設計中，以環(huán)境景觀的樹為例，進行三維動畫模擬，在1個面的紋理映射和2個垂直面的紋理映射區(qū)域中，進行三維動畫重建，得到重建結果如圖2所示。

圖2 鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫重建結果

由圖2得知，采用本文方法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫重建的視覺重構能力較好。當視線隨著樹的轉動時，不會出現(xiàn)視覺誤差，法向隨著視線的轉動而轉動，視覺重構能力較強。測試利用不同方法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的均值誤差，得到對比結果見表1。所用對比方法分別為基于虛擬現(xiàn)實技術的景觀空間環(huán)境設計方法(方法A)和基于數(shù)字多媒體技術的景觀環(huán)境設計方法(方法B)。分析表1可知，采用本文方法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的均值誤差較低，視覺重構性能較好，提高了鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫重構能力。

表1 鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的均值誤差對比

4 結語

綜上所述，本文提出一種基于MAYA三維動畫技術的鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計方法，構建鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的三維動畫成像模型，采用邊緣輪廓特征檢測方法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計的視覺重構，結合RGB分解技術進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的顏色分量提取，利用顏色模板空間投影算法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫圖像的分塊融合處理，提高鄉(xiāng)村景觀環(huán)境設計三維動畫重構能力。基于MAYA、3DStudio MAX、SoftImag軟件進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境的三維動畫設計仿真，研究得知，本文方法進行鄉(xiāng)村景觀環(huán)境的三維動畫設計的三維重構能力較好，誤差較低。