基于成像光谱的逆向绘制技术研究

真实感图像合成的过程中，物体外观是否具有真实感主要取决于表面散射现象的数值模拟是否准确。准确的模拟必须实现对物体表面反射特性的物理测量和数学建模。逆向绘制技术通过成像方式提高了数据采集的速度和灵活性，再通过分析数字图像获得物体表面反射特性。这些优势使之成为了一个近期的研究热点。本研究提出一种基于成像光谱的逆向绘制技术。首先建立一个基于成像光谱技术的测量系统，组合多个光源和转角装置，通过成像光谱仪获得包括反射光空间信息、角度信息和光谱信息的图像立方体。其次，本研究将研究分析成像光谱数据的逆向绘制算法，完成两个任务：一是实现精确的色彩还原；二是通过已知的光源信息、目标物体几何形状数据和图像立方体提取非均匀表面的反射特性SVBRDF。最后根据SVBRDF合成目标物体具有高真实感和逼真色彩的图像。

在自然科学基金的支持下，通过三年的研究工作，项目团队完成了以下工作：(1)根据申请文档提出的研究内容和计划，设计和搭建了一个SVBRDF测量系统集成了16台CCD相机、300个LED宽谱光源和5台投影仪；(2)为了保证多相机-多光源测量系统的数据质量，对SVBRDF测量系统进行了认真细致的标定工作，包括几何标定和颜色标定；(3)采集了若干个目标样品的三维几何数据和SVBRDF数据，通过初步数据分析，证明了测量系统有能力进行SVBRDF的测量，测量数据具有较好的质量。