image based rendering - 浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)

1、基于圖像的繪制技術(shù),（Image Based Rendering, IBR),傳統(tǒng)圖形學(xué),,難以達(dá)到真實(shí)感效果建模復(fù)雜計(jì)算和顯示開銷大,基于圖像的繪制,直接從拍攝的圖像合成新視點(diǎn)的視圖建模簡單 顯示速度快真實(shí)感強(qiáng),相關(guān)領(lǐng)域,基于圖像的光照（Image Based Lighting)從圖像中獲取場(chǎng)景物體的光照屬性計(jì)算機(jī)視覺從圖像中獲取場(chǎng)景物體的幾何信息,基于圖象的繪制與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和視覺的關(guān)系,基于圖像的繪制過程,基于圖像

2、的繪制中的重要方法,幾何和圖像混合建模(Hybrid Geometry- and Image-based Approach [DTM96])視圖插值和變形(View Interpolation[CW93] / View Morphing[SD96])全視函數(shù)(Plenoptic Function-based )圖象拼接（mosaic)立體視覺(Stereo Vision),幾何和圖像混合建模過程（圖示）,,幾何和圖像混合建模過

3、程,拍攝照片，交互指定建筑物邊緣生成建筑物粗模型利用基于模型的立體視覺算法精化模型利用基于視點(diǎn)的紋理映射合成新視圖,幾何和圖像混合建模特點(diǎn),可以通過拍攝的幾張照片合成逼真的新視圖，簡單快捷只能適用于普通建筑物等外形規(guī)整的景物,視圖插值方法(View Interpolation),要求新視點(diǎn)位于兩參考圖象視點(diǎn)所決定的直線(基線，baseline)上。由參考圖線性插值產(chǎn)生新視圖。一般情況下不能產(chǎn)生正確的透視投影結(jié)果，而只生成近似

4、的中間視圖。,視圖變換方法(View Morphing),利用參考圖像上像素點(diǎn)重投影生成新視圖利用投影知識(shí)決定的變形位置,視圖插值/變換方法特點(diǎn),簡單方便，只要求幾幅參考圖像漫游范圍受限，只能在幾幅參考圖像的視點(diǎn)連線之間作有限運(yùn)動(dòng)常用于加速圖形學(xué)中的繪制速度,基于全視函數(shù)的IBR,全視函數(shù)原型[AB91],基于光場(chǎng)的顯示,Light Field Rendering[LH96] and Lumigraph [GGSC96],基于光場(chǎng)

5、的顯示：特點(diǎn),基于“自由空間中沿一條光線傳遞的輻射能不變”的假設(shè)，把全視函數(shù)簡化為描述離開或進(jìn)入一封閉自由空間(如空立方體)的完全光流分布由于只考慮視流信息，因此不必對(duì)反射屬性作假設(shè)，不需要立體對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)量大，采樣困難,全景圖(Panorama ),在一個(gè)視點(diǎn)拍攝的幾幅圖像，通過整合(registration)拼接成一個(gè)視點(diǎn)周圍的場(chǎng)景視圖，投影在圓柱面或者球面上成為全景圖。,全景圖方法特點(diǎn),只需在一個(gè)視點(diǎn)拍攝的幾張照片，數(shù)據(jù)量小，

6、采樣方便。視點(diǎn)不能移動(dòng)，但是可以轉(zhuǎn)動(dòng)觀察方向，通過放大縮?。▃oomin/zoom out)進(jìn)行近似的前后運(yùn)動(dòng),同心拼接(Concentric Mosaics),通過沿一系列同心圓切線方向拍攝的狹縫圖像(slit images)拼合成同心拼接,利用同心拼接合成視圖原理,使用普通照相機(jī)獲取狹縫圖像,同心拼接方法特點(diǎn),只需在一個(gè)圓上拍攝的一系列圖像，采樣方便。視點(diǎn)可以在采樣圓內(nèi)做平面移動(dòng)，生成場(chǎng)景真實(shí)感強(qiáng)數(shù)據(jù)量較光場(chǎng)等全視函數(shù)方法為小