魔芯（湖州）科技有限公司

通过构建一个包含大量常规2D彩色图片及其对应彩色浅浮雕3D打印模型的大规模配对数据集，可以为深度学习模型提供训练基础，使其学习从单张图像的颜色和内容中推断出合适的深度层次并生成带有纹理的几何体。这一数据集主要适用于个性化纪念品定制、艺术装饰品创作、辅助视觉障碍人士感知图像的触觉艺术以及建筑装饰等领域。利用该数据训练出的模型，能够让用户通过上传任意一张彩色照片，就能一键生成一个既有立体感又保留了原图色彩的可3D打印浮雕模型，解决了传统浮雕制作依赖手工雕刻、耗时且成本高昂，以及普通用户无法将2D图像立体化的问题。基于单张图片生成彩色浮雕3D打印模型，旨在将2D图像转化为带色彩的实体艺术品。具体过程包括：（1）数据收集：用户提供一张彩色图片（I_rgb），如风景照、人像或艺术画作。（2）数据处理：将输入的彩色图片送入一个专门用于单目深度估计的深度学习模型，该模型分析图像内容并预测出一个像素级的高度图。该高度图通过公式 H_map = Encoder_depth(I_rgb) 提取，其中 H_map 为预测的高度图，Encoder_depth 为深度预测编码器。（3）模型构建：此步骤将2D信息转化为3D几何与颜色。首先，根据预测的高度图（H_map）程序化地生成一个网格平面，并通过置换贴图（Displacement Mapping）等技术将高度信息转化为网格的Z轴位移，形成浮雕的几何外形。然后，将原始的彩色图片（I_rgb）作为纹理，精确地贴到生成的浮雕表面上。整个彩色浮雕的生成过程可视为一个解码器完成，即 M_colored_relief = Decoder_relief(I_rgb)，其中Decoder_relief为解码器。关键指标为均方根误差（RMSE）和峰值信噪比（PSNR）。此方法适用于将任何2D图片快速、自动地转化为可供全彩3D打印机输出的彩色浮雕模型，极大地降低了浮雕艺术的创作门槛。