保护传统手工艺品：一种用于圆柱形瓷器的3D曲面图案的新型表面平整化算法

《Journal on Computing and Cultural Heritage》：Preserving Traditional Handicrafts: A Novel Surface Flattening Algorithm of 3D Curved Patterns for Cylindrical Porcelain

三维传统手工艺品展平技术研究：提出基于正交投影展开与多视角配准的圆柱形陶瓷表面展平算法，通过旋转模型生成正交投影面片，经网格形变与仿射变换将不可展曲面近似为可展曲面，再通过投影变换展开为多视角平面阵列，最后基于特征点匹配与图像融合实现高效精准的展平效果，实验验证算法对环形截面曲面结构完整保留的有效性。

　　

摘要

传统的3D手工艺品具有巨大的文化和艺术价值，通过其鲜艳的色彩和复杂的图案展现了中华民族丰富的创造力和想象力。尽管3D平面化技术在制造业和其他行业中得到了广泛应用，但在传统手工艺的文化遗产领域却很少使用。目前，该技术主要集中在表面网格的处理上。为此，本文介绍了一种用于圆柱形瓷器的新型3D曲面平面化算法。该算法重点关注表面网格的变形和完整图案的重建。具体而言，该算法通过原位旋转模型来生成一系列正交投影表面图像，然后对这些图像进行网格划分和仿射变换，以将不可展曲面近似为可展曲面。随后，通过投影变换将可展曲面展开，得到一组可展平面。这些多视图平面被用于图像拼接，具体方法是通过提取和匹配特征点以及图像融合来实现。从中心向外依次拼接图像可以提高拼接效率，并减少错位等问题。实验结果证实了该算法在平整传统3D手工艺品表面方面的有效性，尤其是对于截面包含同心圆的工艺品。该算法能够与人眼所感知的2D图像保持一致，并精细地保留曲面图案的原始结构和特征。