在大量破损陶质非薄壁文物的修复与复原过程中,由于其历史年代久远,历经自然界风化、挖掘与运送过程的损伤,文物碎片易受损缺失,断裂部位难以保证完整性,且大部分缺损情况严重。应用传统断裂轮廓线及断裂面作为匹配特征,具有一定局限性,效果不显著。因此,针对断裂面严重缺损导致基于单一特征匹配局限性大的问题,本文就表面具有几何纹理特征的陶质碎片虚拟复原技术展开研究。主要研究进展如下:(1)选取表面几何纹理作为主要匹配特征,提出两种纹理特征形状定义方式。针对传统三维破碎物体复原方法对缺损严重的碎片复原效果不佳的问题,选取表面几何纹理作为主要特征,将碎片的邻接匹配问题转化为表面纹理形状间的互补问题,能减少对断裂面几何信息的依赖性。提取碎片表面几何纹理特征,对纹理形状信息进行计算与判定,提出基于完整性、基于顶点边长VE元组的两种纹元定义方式。(2)提出一种基于纹元完整性及断裂轮廓弦长的匹配方法。将破碎文物表面的几何纹理信息作为初步匹配特征,依据基于完整性的纹元定义,通过纹元之间互补关系构造邻接碎片匹配约束规则,并对潜在匹配对加入约束权值因子,避免穷举和随机选择带来的迭代冗余;再结合断裂边界轮廓进行二次约束,利用轮廓角点集合,相邻两点连接成弦,形成弦长序列描述子,通过最长公共子序列的求解方法计算邻接碎片轮廓的匹配程度。将表面纹理与轮廓弦长结合进行多特征匹配,避免了单一特征的局限性,达到相对合理可靠的匹配结果。(3)提出一种基于VE元组及轮廓点集遗传算法的匹配方法。依据纹理形状基于VE元组的定义方式,构建VE元组匹配关系。对于断裂轮廓边界提取离散点,构造离散点集合,在文物实体已然缺损的情况下保留了边界轮廓的主要特征。利用边界离散点集构建基因染色体描述子,通过遗传算法适应度函数计算匹配程度。实验结果表明,通过断裂轮廓边界的匹配加强了基于纹理的匹配结果判定。