本文關(guān)鍵詞：基于測量的BRDF真實(shí)感材質(zhì)的渲染方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：反射分布函數(shù)一直都是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究的重點(diǎn)課題,雙向反射分布函數(shù)表述了光線在物體表面?zhèn)鬏數(shù)倪^程,一個(gè)通用的雙向反射分布函數(shù)把光線表示為入射方向和出射方向的一個(gè)四維函數(shù)。一般情況下,計(jì)算機(jī)中都是使用解析反射模型提供的雙向反射分布函數(shù),這些模型僅僅是真實(shí)物體反射的一個(gè)近似模擬。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展,這些模型也變得越來越復(fù)雜,使用了越來越多的基本物理學(xué)。值得一提的是,許多基于物理的模型都是基于理論上能夠測量,但是實(shí)際上很難測量的物體參數(shù)。近些年來,隨著動漫影視產(chǎn)業(yè)對渲染的要求越來越高,傳統(tǒng)的解析反射模型越來越難以滿足動漫影視產(chǎn)業(yè)的要求,基于測量的真實(shí)感材質(zhì)的研究和使用越來越廣泛。比較流行的一種測量及使用方法,是直接測量不同入射光和出射光角度的BRDF,然后用各種優(yōu)化技術(shù)擬合這些測量數(shù)據(jù)到一個(gè)選擇的解析模型中。這種方法有一些缺點(diǎn),首先,用解析函數(shù)表示的BRDF僅僅是真實(shí)反射的一個(gè)近似,它和解析模型的BRDF并不相等。第二,不能保證這個(gè)優(yōu)化過程能產(chǎn)生好的模型。還有一種方法,可以通過采集密集的反射測量,然后把制成表的測量數(shù)據(jù)當(dāng)作BRDF直接查表使用。這種方法需要存儲場景中所有物體的測量數(shù)據(jù),當(dāng)場景中某個(gè)物體的屬性發(fā)生改變時(shí),都需要重新找到這樣的一個(gè)真實(shí)物體重新獲取它的反射率。為了解決以上問題,本文使用了MIT提供的BRDF測量數(shù)據(jù)庫作為原始數(shù)據(jù),使用線性分析對BRDF庫進(jìn)行了降維分析,尋找BRDF庫的主成分。在對BRDF數(shù)據(jù)庫進(jìn)行降維的基礎(chǔ)上,又用低維向量對BRDF進(jìn)行了重建,找到了在重建誤差較小,主成分維度最少的情況,為后續(xù)順利衍生BRDF打下了良好的基礎(chǔ)。在BRDF衍生過程中,使用了具有感知意義的參數(shù),可以使用戶指定主特性,然后用支持向量機(jī)算法計(jì)算出該主特性方向。再結(jié)合BRDF模型的重建方法,衍生出新的符合物理學(xué)定律的BRDF。本文將原始的BRDF和衍生的BRDF運(yùn)用在RenderWing渲染引擎當(dāng)中,渲染出逼真的圖像,為基于測量的真實(shí)感材質(zhì)的大范圍應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：各向同性 雙向反射分布函數(shù) 主成分分析 降維 衍生
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 BRDF測量系統(tǒng)14-16
• 1.2.2 BRDF測量材質(zhì)的使用16-17
• 1.3 本文的研究內(nèi)容17-18
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)18-19
• 第二章 預(yù)備知識19-27
• 2.1 真實(shí)感渲染的基本原理19-20
• 2.2 BRDF的基礎(chǔ)知識20-26
• 2.2.1 輻射測量和反射率20-22
• 2.2.2 解析反射模型22-25
• 2.2.3 反射率測量25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 基于測量的BRDF模型重建和衍生27-41
• 3.1 BRDF測量數(shù)據(jù)的表示方法27-28
• 3.2 BRDF測量數(shù)據(jù)的降維分析28-30
• 3.3 基于測量的BRDF模型的重建30-32
• 3.4 基于測量的BRDF模型的衍生32-36
• 3.5 結(jié)果分析36-40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第四章 基于測量的BRDF模型的渲染41-50
• 4.1 直接光照渲染42-43
• 4.2 間接光照渲染43-49
• 4.2.1 隨機(jī)采樣44-45
• 4.2.2 均勻采樣45-46
• 4.2.3 重要性采樣46-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第五章 總結(jié)與展望50-53
• 5.1 本文總結(jié)50
• 5.2 未來展望50-53
• 參考文獻(xiàn)53-57
• 致謝57-59
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的主要學(xué)術(shù)論文59-60
• 攻讀學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目60-61
• 附件61

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊明;韓磊;吳曉迪;呂相銀;;基于BRDF條件下衛(wèi)星可見光散射特性分析[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2010年11期

2 黃朝軍;劉亞鋒;尹繼武;孫彥清;龍姝明;;目標(biāo)表面遮蔽函數(shù)參數(shù)的反演與BRDF統(tǒng)計(jì)建模的優(yōu)化[J];紅外與激光工程;2010年05期

3 宋芳妮;范聞捷;劉強(qiáng);徐希孺;;一種獲取野外實(shí)測目標(biāo)物BRDF的方法[J];遙感學(xué)報(bào);2007年03期

4 閆煒;李鐵;田博;;針對半主動激光制導(dǎo)的復(fù)雜目標(biāo)等效BRDF模型研究[J];探測與控制學(xué)報(bào);2008年01期

5 許雯雯;勞彩蓮;;基于BRDF模型的玉米葉片散射特性分析[J];微計(jì)算機(jī)信息;2009年25期

6 李小文 ,高峰 ,王錦地 ,A.H.Strahler ,W.Lucht ,C.Schaaf;Estimation of the parameter error propagation in inversion based BRDF observations at single sun position[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2000年S1期

7 曹運(yùn)華;吳振森;齊利華;張耿;張涵璐;;粒子群算法在BRDF模型參數(shù)優(yōu)化中的應(yīng)用[J];電波科學(xué)學(xué)報(bào);2008年04期

8 張涵璐;吳振森;張昌民;曹運(yùn)華;;BRDF的遺傳算法和遺傳模擬退火算法建模及比較[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2010年07期

9 李新;鄭小兵;尋麗娜;劉京晶;戎志國;;多角度測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)室外BRDF測量[J];光電工程;2008年01期

10 閆彬彥;徐希孺;范聞捷;;行播作物二向性反射(BRDF)的一體化模型[J];中國科學(xué):地球科學(xué);2012年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 李新;鄭小兵;吳浩宇;;BRDF地面測量研究[A];第十一屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2006年

2 趙建林;;成像式雙向反射分布測量[A];第十三屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2010年

3 Zuhair Nashed;;Regularized kernel-based BRDF model inversion method for ill-posed land surface parameter retrieval[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2007學(xué)術(shù)論文匯編(第三卷)[C];2008年

4 凌在盈;周斌;蔣錦剛;竇文潔;周方方;;基于Monte Carlo方法的水體二向反射分布函數(shù)(BRDF)模擬初探[A];第十七屆中國遙感大會摘要集[C];2010年

5 聞建光;唐勇;游冬琴;仲波;劉強(qiáng);柳欽火;;多源遙感數(shù)據(jù)構(gòu)建地表BRDF數(shù)據(jù)集[A];遙感定量反演算法研討會摘要集[C];2010年

6 楊健;金波;張東亮;坂口嘉之;;在像素渲染器中實(shí)現(xiàn)結(jié)合BRDF的浮雕映射[A];第十二屆全國圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬圓;激光引信近場目標(biāo)表面BRDF優(yōu)化建模與應(yīng)用研究[D];南京理工大學(xué);2015年

2 李冰輝;基于測量的BRDF真實(shí)感材質(zhì)的渲染方法[D];山東大學(xué);2015年

3 曾震超;目標(biāo)表面與涂層光譜BRDF統(tǒng)計(jì)建模及特征參數(shù)反演[D];西安電子科技大學(xué);2006年

4 周蕓;物體表面質(zhì)感的BRDF參數(shù)估計(jì)與視覺評估[D];浙江大學(xué);2014年

5 王安祥;目標(biāo)涂層表面光譜BRDF和色度特性[D];西安電子科技大學(xué);2006年

6 劉佳;BRDF模型對遙感定量反演的影響研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2008年

7 韋統(tǒng)方;BRDF優(yōu)化統(tǒng)計(jì)建模及應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2012年

8 楊偉業(yè);基于成像的二維物體BRDF研究[D];云南師范大學(xué);2013年

9 劉劍鋒;目標(biāo)與地物光散射特性的BRDF模化技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2005年

10 秦鋒;基于BRDF的2D國畫顏色真實(shí)復(fù)制技術(shù)研究[D];云南師范大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：基于測量的BRDF真實(shí)感材質(zhì)的渲染方法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：308067