在過去幾十年中,研究者們已經(jīng)提出了許多針對不透明物體的基于圖像的重建與渲染技術(shù),但是這些方法都不能直接應(yīng)用在透明物體上,因為透明物體與光線之間的相互作用關(guān)系存在特殊的視角相關(guān)性,這將直接違背傳統(tǒng)方法對物體表面的朗伯反射屬性的假設(shè)。因此,本文特別針對透明物體,從數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)出發(fā),顯式地考慮經(jīng)過透明物體的復(fù)雜光傳輸特性,采集物體位于不同相機(jī)視角下的光線與光線對應(yīng)關(guān)系和光線與像素對應(yīng)關(guān)系,分別討論基于圖像的透明物體完整三維重建和透明物體場景新視角合成問題。本文完成的研究工作簡要概述如下:1)全自動的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。用于采集在不同的相機(jī)視角下透明物體對光線的折射關(guān)系,即入射光線和出射光線對應(yīng)關(guān)系,以輔助透明物體的基于圖像的重建與渲染。采集系統(tǒng)的特殊之處在于旋轉(zhuǎn)平臺的使用,通過將透明物體放置在旋轉(zhuǎn)平臺上,固定相機(jī)視角,旋轉(zhuǎn)物體至不同的觀察視角,使用相機(jī)獲取到與物體不同表面作用的光線信息,并計算相機(jī)不同視角下的光線對應(yīng)關(guān)系。此外,基于環(huán)境摳圖技術(shù)能同時得到該視角下的物體蒙版（輪廓）圖和光線衰減圖。2)透明物體完整三維重建。基于采集到的數(shù)據(jù),從由空間雕刻生成的初始模型開始,我們提出的算法在三個約束條件... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院)廣東省

【文章頁數(shù)】：126 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 論文選題背景意義
    1.2 三維重建研究進(jìn)展
        1.2.1 漫反射物體的三維重建
        1.2.2 鏡面反射物體三維重建
        1.2.3 透明物體的三維重建
    1.3 視角合成研究進(jìn)展
    1.4 本文主要工作
    1.5 本文組織結(jié)構(gòu)
第2章 背景知識
    2.1 折射定理與表面重建
        2.1.1 折射定理
        2.1.2 通過折射恢復(fù)三維信息
    2.2 光線與像素對應(yīng)關(guān)系
    2.3 光線與光線對應(yīng)關(guān)系
    2.4 小結(jié)
第3章 數(shù)據(jù)采集裝置
    3.1 相關(guān)工作
    3.2 數(shù)據(jù)采集裝置的設(shè)計
        3.2.1 采集裝置
        3.2.2 系統(tǒng)標(biāo)定
    3.3 光線對應(yīng)關(guān)系的計算
    3.4 結(jié)果與分析
        3.4.1 仿真實驗驗證
        3.4.2 真實實驗驗證
    3.5 小結(jié)
第4章 透明物體的完整三維重建
    4.1 相關(guān)工作
    4.2 本文三維重建算法
        4.2.1 法向量一致性
        4.2.2 表面投影
        4.2.3 輪廓圖一致性
        4.2.4 漸進(jìn)三維重建
    4.3 數(shù)值優(yōu)化與求解
    4.4 結(jié)果與分析
        4.4.1 仿真實驗驗證
        4.4.2 真實實驗驗證
        4.4.3 局限性分析
    4.5 小結(jié)
第5章 透明物體的基于圖像渲染
    5.1 相關(guān)工作
    5.2 問題背景
        5.2.1 環(huán)境摳圖
        5.2.2 問題描述
    5.3 基于圖像渲染方法
        5.3.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
        5.3.2 損失函數(shù)
    5.4 結(jié)果與分析
        5.4.1 基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集
        5.4.2 仿真與真實實驗驗證
    5.5 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 未來工作展望
        6.2.1 數(shù)據(jù)采集方面
        6.2.2 算法設(shè)計方面
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝



本文編號：3233070