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

1、在多媒體技術(shù)領(lǐng)域，增強現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)成為國內(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)更是越來越成為研究熱點。近幾年來增強現(xiàn)實技術(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，尤其是虛實場景在視覺效果上還達不到很好的統(tǒng)一。因此，研究增強現(xiàn)實光照一致性，解決虛實場景的視覺一致性問題很有必要。
　　 本文在總結(jié)增強現(xiàn)實光照一致性技術(shù)的國內(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，針對光照一致性的逆向

2、光照恢復(fù)和陰影生成算法進行了重點研究。
　　 第一，針對現(xiàn)有基于光照模型的增強現(xiàn)實逆向光源檢測算法要求校準(zhǔn)物體的表面是純漫反射體且檢測出的位置誤差較大，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算法。算法分為光源位置和強度檢測兩個部分，在光源位置已知的條件下引入帶有鏡面反射分量的Cook-Torrance模型檢測強度，并采用隨機采樣分區(qū)、誤差處理等機制。同時使用投影陰影三維形狀特征代替平面陰影的角點特征，然后利

3、用光線跟蹤檢測光照位置。實驗表明該算法檢測光源位置更加準(zhǔn)確，檢測光強有效，較好地解決了點光源位置檢測不準(zhǔn)確和受校準(zhǔn)物材質(zhì)限制問題。
　　 第二，針對現(xiàn)有增強現(xiàn)實應(yīng)用中陰影生成算法繪制軟陰影的真實性不足，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算虛擬對象投影陰影的空間位置分布。其次，改進膨脹腐蝕算法中軟陰影的生成過程，提出一種依據(jù)近似點光源的形狀類型進行自適應(yīng)采樣，從而獲取假想點光源集合的軟陰影