基于圖像的重光照技術(shù).pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域的一個前沿研究分支，是通過三維圖形技術(shù)和視覺跟蹤技術(shù)，將虛擬物體與現(xiàn)實(shí)景象相結(jié)合，使得三維虛擬圖形與現(xiàn)實(shí)的周圍環(huán)境從視覺上完美地融合在一起，來達(dá)到增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境和人機(jī)交互的效果。隨著計(jì)算機(jī)科技的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)處理圖像技術(shù)的突飛猛進(jìn)，具有虛實(shí)結(jié)合和實(shí)時交互的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文物保護(hù)、文化娛樂、電影制作和工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域提出了越來越多新的要求。其中，重光照指的是使用真實(shí)世界的光照環(huán)境對虛擬物體進(jìn)行光影上合成的過程，作為增強(qiáng)

2、現(xiàn)實(shí)的重要因素，如何逼真地體現(xiàn)出環(huán)境對目標(biāo)物體的光照影響，逐漸成為近年來熱門的研究領(lǐng)域。 本文提出并實(shí)現(xiàn)了結(jié)合基函數(shù)和圖像建模的重光照技術(shù)，在得到靜態(tài)場景的重光照結(jié)果的同時還可以變化視角觀察目標(biāo)物體在新的環(huán)境光照下的成像。主要包括以下幾方面工作：首先對基于圖像的建模和渲染的當(dāng)前研究與發(fā)展進(jìn)行完整的總結(jié)和具體優(yōu)劣的闡述；然后針對項(xiàng)目具體的需求和問題確定圖像采樣裝置的設(shè)計(jì)，從而能夠方便地采集真實(shí)環(huán)境中目標(biāo)物體各個角度的樣本圖像；隨后

3、分別從利用基函數(shù)和圖像建模兩個方向?qū)χ毓庹占夹g(shù)進(jìn)行探討，利用基函數(shù)計(jì)算快捷結(jié)果精確的優(yōu)點(diǎn)獲得靜態(tài)場景下的重光照結(jié)果，再結(jié)合圖像建模方法得到物體在一定視角范圍下幾何模型，結(jié)合兩者的結(jié)果實(shí)現(xiàn)視角變換下的重光照。由于使用了圖像建模的方法，并在圖像采樣過程中利用了鏡面反射的特性實(shí)現(xiàn)并行采樣，因此避免了對視點(diǎn)和光照方向構(gòu)成的高維空間進(jìn)行密集采樣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在本文提出的模型框架下能夠達(dá)到快速采集樣本圖像和實(shí)時高效地完成靜態(tài)場景和變換視角下的重光