基于視覺的增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的光照一致性研究.pdf

1、增強現(xiàn)實(AR，Augmented Reality)技術(shù)是在虛擬現(xiàn)實(VR，Virtual Reality)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一個新的研究領(lǐng)域。它是一種將真實世界的場景與計算機生成的虛擬物體相結(jié)合的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實強調(diào)的是對現(xiàn)實的一種完全的虛擬，是用戶的沉浸感。而增強現(xiàn)實強調(diào)的是對現(xiàn)實的一種增強，也就是虛實結(jié)合。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，AR技術(shù)已逐漸應(yīng)用于影視、娛樂、建筑、工程設(shè)計、醫(yī)療、軍事、教育和旅游等領(lǐng)域。 在早期的研究

2、階段，人們研究的重點主要是三維注冊技術(shù)。近年來，隨著三維注冊技術(shù)的不斷完善，人們已經(jīng)開始把研究的重點放在增強現(xiàn)實場景的真實感方面。而解決虛擬物體與真實場景之間的光照一致性問題是實現(xiàn)真實感的重要手段。目前的光照一致性技術(shù)主要通過輔助測光設(shè)備獲取真實場景的光照分布圖像，能夠?qū)崿F(xiàn)真實的光照效果，但是由于測光設(shè)備比較昂貴，所以不利于普通實驗條件的光照研究。 本文在介紹增強現(xiàn)實系統(tǒng)的組成、特點和三維注冊技術(shù)的基礎(chǔ)上，重點闡述了光照一致性技

3、術(shù)，并提出了本文的光照一致性算法--基于動態(tài)light map的一致性光照算法。該算法無需使用輔助測光設(shè)備，只通過普通攝像機拍攝的真實場景圖像，分析真實場景中各個法線方向的光照關(guān)系，生成light map，并根據(jù)每一幀圖像實時更新light map。利用light map所記錄的環(huán)境光照可以實現(xiàn)虛實一致的光照效果，且能夠適應(yīng)光照變化的場景。 在理論研究的基礎(chǔ)上，本文還對基于視覺的增強現(xiàn)實系統(tǒng)的實現(xiàn)做了進(jìn)一步探討，在visual