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基于图像的逆向求解光照研究

作　者: 余涵娜
导　师: 马利庄
学　校: 上海交通大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 逆向绘制逆向求解光照重光照球面调和函数图像融合虚拟现实
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

从真实图像恢复物体的光照、材质和纹理的逆向绘制技术是计算机图形学和计算机视觉领域近几年发展起来的一项新技术。计算机图形学的研究方法通常是通过场景信息渲染真实感图片,而逆向绘制技术则是使用计算机图形学的方法通过图片来获取场景信息。基于图像的逆向光照求解则是逆向绘制中的一个重要部分。逆向求解光照技术及根据其发展而来的重光照技术等在虚拟现实、增强现实、图像融合、人脸识别等众多领域具有广泛的应用前景。计算机图形学中的绘制问题,即是把光照、物体表面反射属性、物体几何形状及相机参数作为已知条件,把在此场景下模拟相机拍摄的照片作为需要求解的未知信息。而逆向绘制技术则是把图像、物体几何形状和相机参数作为已知条件,将场景光照或物体表面反射属性作为未知条件来进行求解。如何表示及计算光照和物体表面反射属性则是真实感绘制和逆向绘制的基本问题。本文首先对这些基本问题进行了讨论和分析。近年来,逆向绘制技术吸引了大批计算机图形学以及计算机视觉领域的专家,发展出了一系列新的理论和算法。针对不同的问题域和应用,如何对算法进行合适的选择是很多具体应用的问题。本文就当前的逆向

全文目录

摘要  3-6
ABSTRACT  6-11
第一章逆向绘制技术介绍  11-15
  1.1 逆向绘制技术  11-14
    1.1.1 逆向求解光照  13-14
    1.1.2 逆向求解反射属性  14
  1.2 本章小结  14-15
第二章逆向求解光照算法  15-23
  2.1 介绍  15-16
  2.2 基于镜面反射分量的方法  16-17
  2.3 基于漫反射分量的方法  17-19
  2.4 基于投影的方法  19-20
  2.5 基于纹理的方法  20
  2.6 多种线索结合的方法  20-21
  2.7 本章小结  21-23
第三章光照与物体表面反射属性  23-53
  3.1 光源  23-29
    3.1.1 光源的物理特性  23-24
    3.1.2 真实光源建模  24-29
  3.2 物体与材质  29-41
  3.3 物体反射属性  41
  3.4 双向反射分布函数（BRDF）  41-48
    3.4.1 Lambert 模型  42-43
    3.4.2 Phong 模型  43-44
    3.4.3 Torrance-Sparrow 模型  44-48
  3.5 双向反射分布函数间的比较  48-52
    3.5.1 镜面方向与半角向量  48-49
    3.5.2 镜面高光成分分布方程  49-51
    3.5.3 各向同性与各向异性  51-52
  3.6 本章小结  52-53
第四章理论基础  53-62
  4.1 辐射度环境表  53
  4.2 球面调和函数表示  53-57
  4.3 比例图技术  57-58
  4.4 图像间的颜色转换  58-60
  4.5 本章小结  60-62
第五章基于单幅图像的逆向求解光照  62-69
  5.1 问题描述  62-63
  5.2 算法分析  63-65
    5.2.1 相同光照条件下的旋转的重光照绘制  63-64
    5.2.2 在不同光照条件下的重光照绘制  64-65
  5.3 实验结果  65-66
  5.4 算法讨论  66-67
  5.5 本章小结  67-69
第六章结论  69-72
  6.1 主要结论  69-70
  6.2 论文主要贡献  70
  6.3 研究展望  70-72
参考文献  72-76
致谢  76-77
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  77-79

基于图像的逆向求解光照研究

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