CN118447147B 利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重建方法 （北京大學）

利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重物體在不同視角和不同光源條件下的外觀圖像在不降低質量的同時對場景進行更高速的三維2步驟S1、獲取輸入圖像，所述輸入圖像為同一物體度在不考慮遮擋的情況下遠距光源i從方向wes2射向場景中任意位置的入射其中cy=d,/(2n(1-e-))為歸一化系數；2.根據權利要求1所述的利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重建方法，其特征在有輸入圖像中出現過的遠距光源的數量Nfar和近場光源的數量Nnear，并標注每張輸入圖像對應的遠距光源編號和每個近場光源在拍攝輸入圖像時的類型3.根據權利要求2所述的利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重建方法，其特征在4.根據權利要求1所述的利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重建方法，其特征在項異性輻射被參數化為l階球諧函數的系數近場光源k射向場景中三維位5.根據權利要求1所述的利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重建方法，其特征在36.根據權利要求1所述的利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重建方法，其特征在體密度將查詢場景輻射場得到的輻射率在相機視線上進行累計，根據光源情況進行求和，7.根據權利要求1所述的利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重建方法，其特征在輸入圖像中的光源條件將各近場光源與遠距光源下的視線顏色求和得到預測的視線顏色，8.根據權利要求1所述的利用近場和遠距光源的三維場景逆渲染重建方法，其特征在4[0002]在當今的數字時代，多媒體技術的飛速發展為人們提供了前所未有的沉浸式體[0004]逆渲染技術的核心挑戰之一是解決由于觀察角度和光照條件有限而帶來的固有[0005]文獻《ZiangCheng,JunxuanLi,andHongdongLi.WildLight:In_the_wildinverserenderingwithaflashlight.InProc.oftheIEEE/CVFConferenceon5之后直接使用現有技術重建出關閉閃光燈時(即僅有環境光照時)的物體形狀以及神經輻[0006]文獻《HaianJin,IsabellaLiu,PeijiaXu,XiaoshuaiZhang,SongfangHSaiBi,XiaoweiZhou,ZexiangXu,andHaoSu.TensoIR:Tensorialinverserendering.InProc.oftheIEEE/CVFConferenceonComputerVisionandPattern則需事先給定所有輸入圖像中出現過的遠距光源的數量Nfar和近場光源的數量Nnear，并標注每張輸入圖像對應的遠距光源編號和每個近場光源在拍攝輸入圖像時的類型與開關狀斯函數，每波瓣j均包含6個參數：軸向5,E2、波瓣銳度和波瓣RGB幅度6在不考慮遮擋的情況下遠距光源i從方向oes2射向場景中任意位置的入射輻[0019]其中cy=AY/(2n(1-e-el))為歸一化系數。機位置相同；各項異性輻射被參數化為l階球諧函數的系數近場光源i射7[0032]圖1為文獻《ZiangCheng,JunxuanLi,andHongdongLi.WildLight:In_the_wildinverserenderingwithaflashlight.InProc.oftheIEEE/CVFConferenceon[0033]圖2為文獻《HaianJin,IsabellaLiu,PeijiaXu,XiaoshuaiZhang,SongfangHan,SaiBi,XiaoweiZhou,ZexiangXu,andHaoSu.TensoIR:Tensorialinverserendering.InProc.oftheIEEE/CVFConferenceonComputerVisionandPattern一物體在不同視角和不同光源條件下的外觀(即有輸入圖像中出現過的遠距光源的數量Nfar和近場光源的數量Nnear，并標注每張輸入圖像該輸入圖像時的近場光源類型主要有不動和固定于相機8進行拍攝，利用本發明的方法重建物體在新光源下的渲染圖像。拍攝設備優選為一臺∈{1,2,…,Nfar}被建模為128波瓣的球面高斯函數，每波瓣j均包含6個參數：軸向yes2、波瓣銳度和波瓣RGB幅度因此，在不考慮遮擋的情況下遠距光源i從方向wes2射向場景中任意位置的入射輻射率為：[0044]其中cy=AY/(2n(1-e-el))為歸一化系數。性輻射被參數化為l階球諧函數的系數heR3x(+192,從而近場光源i射向場景中三維位入多層感知機(Mgeo和Mmat)以得到對應位置的形狀(SDF值s，其對位置x微分9[0056]其中V(x,ωs)表示從表面點位置x遮擋；co,arar(o,d)表示遠距光源i的直接光照下的視線顏色，Lfar(ωs)表示遠距光源i從[0057]為了計算近場光源的直接光照下的視線顏色cpb,anear,由于來自近場光源的光線算間接光照下的視線顏色類似，只需將蒙特卡洛積分中的Lfar(ωs)V(x,ωs)替換為c(x',ωs)[0058]根據選取的輸入圖像中的光源條件將各近場光源與遠距光源下的視線顏色求和的視線顏色，cpbneari表示基于表面渲染的在近場光源i下同時考慮直接光照和間接光照線顏色，Larar,(x,w)表示Lfar(ω)V(X,ω)，Linar,(x,w)表示c(X',ω)(1_V(Lanear,(x,w,p)表示Lnear(ω)V(x,ω)。[0061]通過以