一種fsm3d面料高清掃描儀及其自動化控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種FSM3D面料高清掃描儀及其自動化控制系統，屬于3D技術領域。
【背景技術】
[0002]在3D虛擬技術高速發展的今天，3D虛擬技術的應用日趨廣泛。然而3D虛擬技術的大量應用，離不開大量3D建模，而3D建模中為了使模型更加逼真，則需要高質量的3D材質庫貼圖。目前大多數3D建模軟件所需的材質貼圖需包含(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材質貼圖的制作方法一般是通過平板掃描儀或數碼相機掃描或拍攝獲得原始圖片，然后通過Photoshop調整顏色裁剪圖像大小及通過人工肉眼判斷調整來制作無縫循環拼接，再通過Crazybump等圖形處理軟件經過復雜繁瑣的處理調整來生成3D材質貼圖。這種方式獲得的材質貼圖，由于圖片前期掃描或拍攝時，光源為單方向單維度下獲得的圖片，且光源亮度固定不變，當掃描反光比較大的材料(如熒光材料)時，由于反光原因容易造成曝光過度，此外還有高光貼圖是反應掃描材料的高光系數值，單一光源下測得材料的高光系數不夠準確，還有透明度貼圖是反應被掃描材料的透光度系數，上述普通掃描是在掃描面打光，沒有穿透光所以不能測得材料的透光性，通過上述軟件雖然能夠模擬生成相應貼圖，但是并不是真實反應面料原本的特性，所以制作出來的材質貼圖，使用上不能真實展現材質的紋理和光影效果，而且需要耗費大量的人工時間成本。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題，在于提供一種可以多角度打光掃描、具有先進貼圖合成算法、程序自動化的掃描控制和自動貼圖生成的FSM3D面料高清掃描儀及其自動化控制系統。
[0004]本發明通過下述方案實現:一種FSM3D面料高清掃描儀，其由機箱上蓋、單反相機、機箱骨架、機箱側板、放置掃描面料推拉式抽屜和拔插式掃描儀控制主機組成，所述機箱骨架包括一號機箱骨架、二號機箱骨架和三號機箱骨架，所述機箱側板包括機箱兩側及底部U型側板、機箱前側板和機箱后側板，所述機箱兩側及底部U型側板、所述機箱前側板和所述機箱后側板組裝成一體式機箱下部結構，所述放置掃描面料推拉式抽屜設有在所述機箱前側板的下端，所述拔插式掃描儀控制主機穿過所述機箱后側板插入機箱內部，所述一號機箱骨架、所述二號機箱骨架和所述三號機箱骨架從上到下依次設置在所述機箱側板內壁的卡塊上，所述一號機箱骨架上端設有裝飾板，所述裝飾板上端設有相機支撐隔板，所述單反相機設置在所述相機支撐隔板與所述機箱上蓋之間，所述一號機箱骨架、所述二號機箱骨架和所述三號機箱骨架均為四根骨架組成的正方形結構，所述二號機箱骨架下端設有四組并聯朝下照射光源，所述三號機箱骨架的上端設有四組并聯朝上照射光源，所述三號機箱骨架下端的四個方向上分別設有單組光源，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方向光源的發光方向分別朝向東南西北四個方向。
[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]所述單反相機旁設有L型相機支架，所述相機支架高于所述單反相機，且所述相機支架連接所述相機支撐隔板與所述機箱上蓋。
[0008]—種FSM3D面料高清掃描儀的自動化控制系統，該系統中PC電腦通過USB數據線連接到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，另一路通過USB轉串口芯片連接到所述拔插式掃描儀控制主機，所述拔插式掃描儀控制主機通過光源開關依次打開單組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、所述四組并聯朝下照射光源、所述四組并聯朝上照射光源、所述底部冷光片光源共計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行反向疊加，只保留藍色通道，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，底部用穿透性強的冷光片從下到上向掃描材料打光獲得的圖片A經掃描程序反色處理，只保留綠色通道值生成來透明度貼圖，圖片NSP直接作為漫反射貼圖，進而得到3D建模所需的材質貼圖。
[0009]本發明的有益效果為:
1、本發明一種FSM 3 D面料高清掃描儀及其自動化控制系統，集掃描原圖獲取，圖片程序自動化處理，一次生成輸出3D材質貼圖組合文件包含(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)簡化材質貼圖制作的流程，提高效率；
2、本發明一種FSM3D面料高清掃描儀及其自動化控制系統采用多級線性可調光源，使曝光更加精確，可適用更多類型材料的掃描；
3、本發明一種FSM3D面料高清掃描儀及其自動化控制系統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，可以通過軟件測得光影的方向和深度，這樣合成計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存在亮度差別計算更精確。
【附圖說明】
[0010]圖1為一種FSM3D面料高清掃描儀的結構示意圖。
[0011 ]圖2為一種FSM3D面料高清掃描儀的自動化控制系統的流程結構示意圖。
[0012]圖中:1為機箱上蓋，2為單反相機，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，5為一號機箱骨架，6為二號機箱骨架，7為三號機箱骨架，8為機箱兩側及底部U型側板，9為機箱前側板，10為機箱后側板，11為裝飾板，12為相機支撐隔板，13為四組并聯朝下照射光源，14為四組并聯朝上照射光源，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為相機支架，21為PC電腦，22為USB接口芯片，23為USB轉串口芯片，24微控制單元，25為光源開關，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。
【具體實施方式】
[0013]下面結合圖1-2對本發明進一步說明，但本發明保護范圍不局限所述內容。
[0014]一種FSM3D面料高清掃描儀，其由機箱上蓋1、單反相機2、機箱骨架、機箱側板、放置掃描面料推拉式抽屜3和拔插式掃描儀控制主機4組成，機箱骨架包括一號機箱骨架5、二號機箱骨架6和三號機箱骨架7，機箱側板包括機箱兩側及底部U型側板8、機箱前側板9和機箱后側板10，機箱兩側及底部U型側板8、機箱前側板9和機箱后側板10組裝成一體式機箱下部結構，放置掃描面料推拉式抽屜3設有在機箱前側板9的下端，拔插式掃描儀控制主機4穿過機箱后側板10插入機箱內部，一號機箱骨架5、二號機箱骨架6和三號機箱骨架7從上到下依次設置在機箱側板內壁的卡塊上，一號機箱骨架5上端設有裝飾板11，裝飾板11上端設有相機支撐隔板12，單反相機2設置在相機支撐隔板12與機箱上蓋1之間，單反相機2旁設有L形相機支架20，相機支架20高于單反相機2，且相機20支架連接相機支撐隔板12與機箱上蓋1。
[0015]—號機箱骨架5、二號機箱骨架6和三號機箱骨架7均為四根骨