基于三維陰影與背景融合的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)光照一致性技術(shù)研究.pdf

1、在多媒體技術(shù)領(lǐng)域，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外發(fā)展最快，受關(guān)注程度最高的關(guān)鍵技術(shù)之一，而其中的光照一致性技術(shù)更是越來(lái)越成為研究熱點(diǎn)。近幾年來(lái)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在娛樂、展示、軍事方面有一些應(yīng)用，但尚處于發(fā)展階段，尤其是虛實(shí)場(chǎng)景在視覺效果上還達(dá)不到很好的統(tǒng)一。因此，研究增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)光照一致性，解決虛實(shí)場(chǎng)景的視覺一致性問題很有必要。
　　 本文在總結(jié)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)光照一致性技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，分析了該技術(shù)領(lǐng)域存在的主要問題，針對(duì)光照一致性的逆向

2、光照恢復(fù)和陰影生成算法進(jìn)行了重點(diǎn)研究。
　　 第一，針對(duì)現(xiàn)有基于光照模型的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)逆向光源檢測(cè)算法要求校準(zhǔn)物體的表面是純漫反射體且檢測(cè)出的位置誤差較大，提出一種引入投影陰影三維形狀特征及鏡面反射分量的兩步光源檢測(cè)算法。算法分為光源位置和強(qiáng)度檢測(cè)兩個(gè)部分，在光源位置已知的條件下引入帶有鏡面反射分量的Cook-Torrance模型檢測(cè)強(qiáng)度，并采用隨機(jī)采樣分區(qū)、誤差處理等機(jī)制。同時(shí)使用投影陰影三維形狀特征代替平面陰影的角點(diǎn)特征，然后利

3、用光線跟蹤檢測(cè)光照位置。實(shí)驗(yàn)表明該算法檢測(cè)光源位置更加準(zhǔn)確，檢測(cè)光強(qiáng)有效，較好地解決了點(diǎn)光源位置檢測(cè)不準(zhǔn)確和受校準(zhǔn)物材質(zhì)限制問題。
　　 第二，針對(duì)現(xiàn)有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中陰影生成算法繪制軟陰影的真實(shí)性不足，提出一種自適應(yīng)采樣與背景融合的陰影生成算法。首先結(jié)合考慮遮擋的平面陰影算法計(jì)算虛擬對(duì)象投影陰影的空間位置分布。其次，改進(jìn)膨脹腐蝕算法中軟陰影的生成過程，提出一種依據(jù)近似點(diǎn)光源的形狀類型進(jìn)行自適應(yīng)采樣，從而獲取假想點(diǎn)光源集合的軟陰影