有点好奇，所以我编码了一个照明表面编码的小例子
- 对于输入图像的每个像素
height = (color_intensity)*scale
这是我测试过的输入图像（Google 搜索中第一幅漂亮的油画）：
这是结果（点云 3D 预览）
左侧是动画 gif，因此如果动画已经停止，请重新加载/刷新页面以查看动画，或者下载 gif 并以更简洁的方式打开，然后打开用于 gif 预览的browser...右侧是彩色点云预览（静态图片）
这是计算这个的 C++ 代码：
OpenGLtexture zed,nx,ny,nz; // height map,normal maps (just 2D images)
picture pic; // source image
int x,y,a;
// resize textures to source image size
zed.resize(pic.xs,pic.ys);
nx.resize(pic.xs,pic.ys); float *pnx=(float*) nx.txr;
ny.resize(pic.xs,pic.ys); float *pny=(float*) ny.txr;
nz.resize(pic.xs,pic.ys); float *pnz=(float*) nz.txr;
// prepare tmp image for height map extraction
picture pic0;
pic0=pic; // copy
pic0.rgb2i(); // grayscale
// this computes the point cloud (this is the only important stuff from this code)
// as you can see there are just 3 lines of code important from all of this
for (a=0,y=0;y<pic.ys;y++)
for (x=0;x<pic.xs;x++,a++)
zed.txr[a]=pic0.p[y][x].dd>>3; // height = intensity/(2^3)
// compute normals (for OpenGL rendering only)
double n[3],p0[3],px[3],py[3];
int zedx,zedy,picx,picy;
for (a=zed.xs,zedy=-(pic.ys>>1),picy=1;picy<pic.ys;picy++,zedy++)
for (a++, zedx=-(pic.xs>>1),picx=1;picx<pic.xs;picx++,zedx++,a++)
{
vector_ld(p0,zedx-1,zedy ,-zed.txr[a -1]); // 3 neighboring points
vector_ld(py,zedx ,zedy-1,-zed.txr[a+zed.xs ]);
vector_ld(px,zedx ,zedy ,-zed.txr[a ]);
vector_sub(px,p0,px); // 2 vectors (latices of quad/triangle)
vector_sub(py,p0,py);
vector_mul(n,px,py); // cross product
vector_one(n,n); // unit vector normalization
pnx[a]=n[0]; // store vector components to textures
pny[a]=n[1];
pnz[a]=n[2];
}
这里是OpenGL预览代码（C++）：
scr.cls(); // clear buffers
scr.set_perspective(); // set camera matrix
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); // set object matrix
rep.use_rep();
glLoadMatrixd(rep.rep);
// directional (normal shading)
float lightAmbient [4]={0.20,0.20,0.20,1.00};
float lightDiffuse [4]={1.00,1.00,1.00,1.00};
float lightDirection[4]={0.00,0.00,+1.0,0.00};
glLightfv(GL_LIGHT1,GL_AMBIENT ,lightAmbient );
glLightfv(GL_LIGHT1,GL_DIFFUSE ,lightDiffuse );
glLightfv(GL_LIGHT1,GL_POSITION,lightDirection);
glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_LIGHTING);
glDisable(GL_TEXTURE_2D);
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
// render point cloud
int zedx,zedy,picx,picy,a;
glColor3f(0.7,0.7,0.7);
float *pnx=(float*)nx.txr;
float *pny=(float*)ny.txr;
float *pnz=(float*)nz.txr;
glBegin(GL_POINTS);
for (a=zed.xs,zedy=-(pic.ys>>1),picy=1;picy<pic.ys;picy++,zedy++)
for (a++, zedx=-(pic.xs>>1),picx=1;picx<pic.xs;picx++,zedx++,a++)
{
//glColor4ubv((BYTE*)&pic.p[picy][picx].dd); // this is coloring with original image colors but it hides the 3D effect
glNormal3f(pnx[a],pny[a],pnz[a]); // normal for lighting
glVertex3i(zedx ,zedy ,-zed.txr[a]); // this is the point cloud surface point coordinate
}
glEnd();
scr.exe(); // finalize OpenGL calls and swap buffers ...
scr.rfs();
矩阵设置如下：
// gluProjection parameters
double f=100; //[pixels] focus
scr.views[0].znear= f; //[pixels]
scr.views[0].zfar =1000.0+f; //[pixels]
scr.views[0].zang = 60.0; //[deg] view projection angle
scr.init(this); // this compute the Projection matrix and init OpenGL
// place the painting surface in the middle of frustrum
rep.reset();
rep.gpos_set(vector_ld(0.0,0.0,-0.5*(scr.views[0].zfar+scr.views[0].znear)));
rep.lrotx(180.0*deg); // rotate it to match original image
[注释]
我正在使用自己的图片类，所以这里有一些成员：
-
xs,ys 图像大小（以像素为单位）
-
p[y][x].dd 是 (x,y) 位置的像素，为 32 位整数类型
-
p[y][x].db[4] 是按色带 (r,g,b,a) 的像素访问
我也在使用自定义 OpenGL scr 和纹理分类：
-
xs,ys 缓冲区大小（以像素为单位）
-
Texture::txr 是 32 位像素指针（图像分配为线性一维数组）
- 高度图用于存储 int 值
- 法线贴图用于存储浮点法线向量分量
剩下要做的就是：
- 根据自己的喜好过滤点云
- 三角剖分/导出到您的打印机支持的网格
还有其他方法可以将照明编码到表面：
-
你可以做类似菲涅耳透镜表面
- 因此将网格划分为段
- 并相互偏移，使其从同一参考平面开始（z 偏移）
这需要更少的体积/材料
动画前半部分为正常高度编码，然后切换为菲涅耳表面编码/打包进行比较
-
编码照明不是高度图而是粗糙度图而不是
- 每个像素都会被映射成小的子高度图
- 平面是高照度/颜色强度
- 粗糙的表面是黑色的
- 介于两者之间的是灰色阴影
这也可以从角度看到，并且可能相对较薄，因此需要很少的材料（比上一个子弹要少得多）
-
真实高度图（真实 3D 网格表示）
您需要标准化颜色、阴影和照明伪影非常棘手，因此只剩下正常的阴影（因为表面来自单一材料、颜色、光泽度、粗糙度......），然后才提取高度图。为此，您需要很多东西，例如分割、自适应阈值化、过滤等等……最后添加空的内部并添加支撑墙，以便网格在打印时/打印后保持在一起。