基于屏幕空间法线的逆向求解光照方法研究

发布时间：2023-06-17 22:32

　　随着计算机图形学和计算机视觉技术领域在近几年的迅速发展,与其相关的增强现实、机器视觉等技术在军事、商业、娱乐生活领域中已然成为新的研究热点。如何提高增强现实与机器视觉的真实感与可信度已成为国内外的研究热点。而如何从图像中获取三维场景里光照信息的逆向求解光照问题是提高真实感与可信度的关键技术之一。不同的应用目的下对场景光照信息的要求也不同,例如在增强现实的光照一致性条件下需要获取到真实场景中的光照环境,包括光源位置和光强等;在计算机视觉领域的本征图像问题中需要对场景中物体表面的高光成分进行分离并去除。由此可见获取场景中各个分量的光照分布是逆向求解光照的主要目标。本文将采用一种屏幕空间法线映射的方式将场景中的光照信息提取到球面上,再根据光照反射分布在球面上的规律性通过数学形态学方法将反射分量进行分离。(1)首先描述了光学的一些物理特性,并列举了一些常用的光照反射模型,说明了光照反射和法线之间的关系,在光照模型的基础上进一步说明了光照反射分布在球面上具有一定的规律性,引出了将光照信息提取到球面上的研究方向。随后在光照模型的基础上对光照反射成分的分解做了描述。(2)然后运用了一种以渲染流水线中...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外发展和应用现状
    1.3 本文研究内容与结构安排
第二章 光照反射模型理论基础
    2.1 光的反射与光照模型
        2.1.1 光的反射
        2.1.2 光照模型
        2.1.3 红外辐射模型
    2.2 光照反射分量分离
        2.2.1 二色反射模型
        2.2.2 反射分量分离
        2.2.3 光照反射球面分布
    2.3 本章小结
第三章 屏幕空间法线的光照提取
    3.1 光照渲染理论基础
        3.1.1 GPU渲染流水线
        3.1.2 固定流水线与可编程流水线
        3.1.3 坐标系变换
    3.2 MatCap光照提取
        3.2.1 MatCap理论基础
        3.2.2 MatCap法线修正
    3.3 数学形态学高光反射分离
        3.3.1 数学形态学
        3.3.2 侵蚀运算
        3.3.3 膨胀运算
    3.4 MatCap反射分量分解
        3.4.1 MatCap模型定义
        3.4.2 MatCap分解
    3.5 本章小结
第四章 逆向求解光照试验
    4.1 逆向求解光照方案流程
        4.1.1 逆向求解光照流程
        4.1.2 光照提取
        4.1.3 光照分解
    4.2 MatCap逆向求解光照试验
        4.2.1 简单光源图像试验
        4.2.2 实拍可见光图像试验
        4.2.3 实拍红外图像试验
    4.3 结果分析
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3834268