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《基于室外場(chǎng)景光照分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、山東大學(xué)碩士學(xué)位論文#摘要增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是近年來(lái)迅速興起的一個(gè)研究熱點(diǎn)，它將計(jì)算機(jī)渲染生成的虛擬景物實(shí)時(shí)地疊加到一個(gè)真實(shí)場(chǎng)景中，通過(guò)虛擬信息和真實(shí)信息的無(wú)縫融合，創(chuàng)造出一個(gè)和諧統(tǒng)一的環(huán)境。由于具有對(duì)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行增強(qiáng)顯示的特性，因此這項(xiàng)技術(shù)在城市規(guī)劃建設(shè)、軍事訓(xùn)練、醫(yī)療手術(shù)、電影電視行業(yè)以及文化遺產(chǎn)保護(hù)等領(lǐng)域都有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但是，為了要達(dá)到虛實(shí)場(chǎng)景的完美無(wú)縫融合，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中仍有很多問(wèn)題要解決。其中，保證虛擬物體與真實(shí)場(chǎng)景的光照一致性對(duì)室外場(chǎng)景虛實(shí)融合的真實(shí)感具有十分重要的作用。室外場(chǎng)景的光照估計(jì)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題，近年來(lái)受到越來(lái)
2、越多學(xué)者的關(guān)注，它在本征圖像分解、目標(biāo)跟蹤、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域都有著重要意義。在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，虛擬物體跟真實(shí)場(chǎng)景共享同一個(gè)光照環(huán)境，虛擬物體的外觀應(yīng)與真實(shí)場(chǎng)景中的物體變化一致并應(yīng)滿(mǎn)足整體的協(xié)調(diào)性，當(dāng)真實(shí)場(chǎng)景的光照發(fā)生變化時(shí)，比如有云彩飄過(guò)，遮住太陽(yáng)，光照會(huì)變?nèi)?，虛擬物體的光照也要隨之改變，否則，這種光照的不一致性會(huì)影響場(chǎng)景的真實(shí)效果以及虛實(shí)物體的無(wú)縫融合。為了保證虛實(shí)場(chǎng)景的光照一致性，本文提出一種基于圖像分解的對(duì)固定視點(diǎn)所拍攝的一系列室外場(chǎng)景圖像進(jìn)行光照分析的算法，并針對(duì)現(xiàn)有算法的不足提出一系列新的解決方法，主要貢獻(xiàn)有：(1)通過(guò)對(duì)圖像序列進(jìn)
3、行分析，采用k-means聚類(lèi)方法得到真實(shí)場(chǎng)景的初始陰影函數(shù)，從中得到一些確定為陰影區(qū)或光亮區(qū)的像素，并基于這些已知陰影函數(shù)的像素點(diǎn)來(lái)進(jìn)行下一步的求解工作。(2)假設(shè)天空光在一天內(nèi)是均勻變化的，將一幅室外場(chǎng)景圖像表示成太陽(yáng)光基圖像和天空光基圖像的線(xiàn)性組合，其組合系數(shù)就是所要求解的太陽(yáng)光和天空光強(qiáng)度。(3)通過(guò)預(yù)先求得的陰影函數(shù)，提出了兩種方法來(lái)求解天空光基圖像：一是拼湊法，二是最小能量?jī)?yōu)化法，并依次求出太陽(yáng)光基圖像和相應(yīng)的光照強(qiáng)度，并把天空光強(qiáng)度系數(shù)和太陽(yáng)光強(qiáng)度系數(shù)進(jìn)行歸一化，為后面虛擬物體的渲染提供了一個(gè)統(tǒng)一的度量標(biāo)準(zhǔn)。山東大學(xué)碩士學(xué)位論
4、文#(4)本算法不需要假設(shè)場(chǎng)景的表面為漫反射表面，可以處理鏡面反射，在求得的太陽(yáng)光基圖像中會(huì)包含鏡面反射的效果，對(duì)天氣條件也沒(méi)有限制，這是本文工作的一大亮點(diǎn)。(5)此外，本算法無(wú)需知道場(chǎng)景的三維信息，也不需要初始輸入天空光基圖像，加快了渲染效率，使算法效率更高。關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；室外場(chǎng)景；光照一致性；圖像分解II山東大學(xué)碩士學(xué)位論文#ABSTRACTAugmentedReality(ag)attractsmoreandmoreinterestsinrecentlyyears，whichintegratesthevirtualobjectsi
5、ntotherealsceneandmakesthewholesceneseemtobeseamless．Becauseofthecharacteristicsofenhancingthedisplay，ARisusedinmanyareassuchaSurbanplanning，militarytraining，medicaloperationandfilmandtelevisionindustry．Butinordertoachievethegoalofseamlessintegration，therearemanyproblems．T
6、heilluminationconsistenceisanimportantpartfortherenderingofthevirtualobjects．Theilluminationstudyoftheoutdoorsceneisaresearchprojoctofcomputervision．InARtechnique，thevirtualobjectsandtherealsceneshareacormnonlightingenvironment．Theoutlookofthevirtualobjectsshouldbeconsiste
7、nt婦t11therealscene．Whentheilluminationoftherealscenechanges，forexample，acloudintheskyoverthesun，thelightbecomesweak，thentheilluminationofthevimualobjectsdynamicchanges，otherwisetheactualfusionofthevirtualandrealwillbeaffected．Inordertoachievetheilluminationconsistence，wepr
8、oposeanovelmethodbasedontheimagedecompositiontOrecovertheilluminationparametersofdirectsu
