發(fā)布時(shí)間：2021-06-05 20:17

　　虛擬現(xiàn)實(shí)室內(nèi)場(chǎng)景應(yīng)用的需求日益增長(zhǎng),人們對(duì)場(chǎng)景真實(shí)感不足、畫面流暢度有限、使用易疲勞等影響用戶體驗(yàn)的問題要求越來越苛刻。在虛擬現(xiàn)實(shí)所使用的繪制技術(shù)中,傳統(tǒng)的PBR技術(shù)面對(duì)越來越精細(xì)、復(fù)雜度越來越高的場(chǎng)景頂點(diǎn)數(shù)據(jù)日漸乏力,開始陷入性能瓶頸。光場(chǎng)技術(shù)作為一種前景光明的IBR技術(shù)隨著近年來的硬件不斷跟進(jìn)開始在虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域嶄露頭角。該技術(shù)擁有繪制結(jié)果逼真、計(jì)算開銷與場(chǎng)景復(fù)雜度無關(guān)、符合人眼視覺習(xí)慣等巨大優(yōu)勢(shì),但該技術(shù)目前仍然存在著采集成本較高、數(shù)據(jù)運(yùn)算量較大及實(shí)時(shí)性有限等問題。針對(duì)以上問題,文中做了如下工作:（1）提出了一種適用于室內(nèi)復(fù)雜靜態(tài)場(chǎng)景的低成本光場(chǎng)采集方案。僅需一臺(tái)相機(jī)即可進(jìn)行采集,避免了相機(jī)陣列昂貴巨大且難以操控的問題,同時(shí)還繼承了相機(jī)陣列方案空間分辨率高的優(yōu)勢(shì)。（2）提出一種基于相機(jī)標(biāo)定和光流模擬的數(shù)據(jù)校正和擴(kuò)充方法,作為低成本采集方案的優(yōu)化和補(bǔ)充。針對(duì)方案中人工調(diào)整單臺(tái)拍攝位置精度有限的問題,利用標(biāo)定數(shù)據(jù)通過相機(jī)標(biāo)定對(duì)采集的圖像進(jìn)行校正;針對(duì)方案中采集密度有限的問題,從圖像運(yùn)動(dòng)分析的角度進(jìn)行分析,運(yùn)用光流法進(jìn)行圖像合成,實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)集的擴(kuò)充。（3）提出一種基于渲染貢獻(xiàn)的光場(chǎng)重... 

【文章來源】：浙江理工大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１相機(jī)成像模型??（ｉ）世界坐標(biāo)系：用以表示場(chǎng)景空間中相機(jī)與物體、物體與物體間的位置??

浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?室內(nèi)ＶＲ漫游系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研宄與設(shè)計(jì)??２．２光場(chǎng)渲染理論??２．２．１光場(chǎng)的概念??光場(chǎng)（Ｌｉｇｈｔ?Ｆｉｅｌｄ）是Ａ．Ｇｅｒｓｈｕｎ于１９３６年首次提出的概念。它表示光在空??間中的分布情況，是三維世界中光線集合的完備表示。Ｊ．Ｂｅｒｇｅｎ等人于１９９１年??提出用全光函數(shù)（Ｐｌｅｎｏｐｔｉｃ?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）表示光常全光函數(shù)用７個(gè)維度的函數(shù)??ＰＣＵ，?ｚ，?０，也Ａ，／）表示三維世界中的光線。（Ｘ，Ｖ，ｚ）表示人眼在三維空間中的位置??坐標(biāo)，（＜９，表示進(jìn)入人眼光線的水平夾角和垂直夾角，Ａ表示每條光線的波長(zhǎng)??（顏色和亮度），進(jìn)入人眼的光線隨著時(shí)間／的推移會(huì)發(fā)生變化。１９９６年，Ｌｅｖｏｙ??在他提出的光場(chǎng)渲染理論中簡(jiǎn)化了光場(chǎng)表示，僅使用４個(gè)維度的參數(shù)即可表示??光場(chǎng)中的一條光線，該表示方式被稱為４Ｄ參數(shù)化光場(chǎng)模型，如下圖所示：??＼??４??圖２．２?４Ｄ光場(chǎng)原理示意??對(duì)于兩個(gè)不共面的平面＂Ｖ和對(duì)，若一條光線與這兩個(gè)平面各有一個(gè)交點(diǎn)，??則該光線可以用這兩個(gè)交點(diǎn)唯一表示�；诖丝臻g任意光線的方向和光強(qiáng)信息都??可以用這種方式表示［２８］。該模型將７Ｄ全光函數(shù)簡(jiǎn)化降維至４Ｄ，基于一個(gè)重要??的前提假設(shè)：任意一條光線在傳播的過程中光強(qiáng)不發(fā)生衰減且波長(zhǎng)不變。實(shí)際應(yīng)??用中光強(qiáng)的衰減可以忽略不記，因此該假設(shè)合理。此外，全光函數(shù)時(shí)間信息／可??以根據(jù)幀的不同進(jìn)行表示。??２．２．２光場(chǎng)的獲取??光場(chǎng)獲取是其他光場(chǎng)技術(shù)發(fā)揮作用的前提，光場(chǎng)獲取主要有兩種途徑：??（１）通過物理光場(chǎng)采集設(shè)備從現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中獲取；??（２）通過虛擬相機(jī)陣列從計(jì)算機(jī)渲染的場(chǎng)景中獲取；??８??

浙江理工大學(xué)碩士學(xué)位論文?室內(nèi)ＶＲ漫游系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研宄與設(shè)計(jì)??現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中光場(chǎng)的采集方案依據(jù)物理設(shè)備的不同主要分為三種類型：??（１）相機(jī)陣列方案??（２）微透鏡陣列方案??（３）編碼掩膜方案及其他孔徑處理方案??■—觀？輕聊明??（ａ）拒機(jī)陣列方案??機(jī)＿＿??ｆ?味，眷?ｋ，＿＿＿??（ｂ）微透鏡陣列方案??圖２．３不同的釆集設(shè)備與釆集數(shù)據(jù)??ｗ）??＾－ｉＬ?■??ｈｆ－為＾??ｘ?二＇：：：，：＾二一一－??彡二一一．?ｈ??夕一??！？－?Ｖ??圖２．４相機(jī)陣列原理示意??在以上幾種采集方案中，相機(jī)陣列方案與微透鏡陣列方案最為常見。相機(jī)陣??９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Farneback光流法在短臨預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J]. 安晶晶,劉高平,朱佳寧.  軟件. 2018(10)
[2]虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）教育應(yīng)用研究綜述[J]. 黃奕宇.  中國(guó)教育信息化. 2018(01)
[3]基于球諧函數(shù)的人臉模型表面光場(chǎng)構(gòu)建研究[J]. 皮慧婷.  軟件導(dǎo)刊. 2017(09)
[4]基于虛擬現(xiàn)實(shí)的雙眼視功能訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉斯燁.  中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù). 2017(04)
[5]基于低秩矩陣分解的光場(chǎng)稀疏采樣及重構(gòu)[J]. 覃亞麗,張曉帥,余臨倩.  光學(xué)精密工程. 2017(05)
[6]基于小波變換與稀疏傅里葉變換相結(jié)合的光場(chǎng)重構(gòu)方法[J]. 周廣福,文成林,高敬禮.  電子學(xué)報(bào). 2017(04)
[7]多分辨率LK光流聯(lián)合SURF的跟蹤方法[J]. 厲丹,鮑蓉,孫金萍,肖理慶,黨向盈.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(03)
[8]光場(chǎng)圖像重構(gòu)算法仿真[J]. 速晉輝,金易弢,陸藝丹,張薇.  光學(xué)儀器. 2017(01)
[9]虛擬現(xiàn)實(shí)的人機(jī)交互綜述[J]. 張鳳軍,戴國(guó)忠,彭曉蘭.  中國(guó)科學(xué):信息科學(xué). 2016(12)
[10]Light Field Virtual View Rendering Based on EPI-Representations[J]. SUN Yule,YU Lu.  ZTE Communications. 2016(03)

博士論文
[1]虛擬現(xiàn)實(shí)中實(shí)時(shí)交互方法研究[D]. 蓋偉.山東大學(xué) 2017
[2]光場(chǎng)成像技術(shù)研究[D]. 周志良.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]基于多強(qiáng)度圖像相位恢復(fù)的光場(chǎng)重構(gòu)理論研究[D]. 郭澄.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]光場(chǎng)繪制中的相機(jī)布置算法研究[D]. 吳林澤.華中科技大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3212837