基于三维阴影与背景融合的增强现实光照一致性技术研究

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1、分类号!里3窆!!窆重庆邮电大学硕士学位论文英文题目＆星墨曼垒!曼hQnIl!坠班i望垒!iQ垒￡Q塾墨i墨!曼n鱼Y]＆曼塾堕Q!QgYQ￡△坠gm堡垒!曼鱼＆曼垒!i!Y旦垒墨曼鱼Q坠3旦Sh鱼亟Q型垦旦亟旦鱼鱼kgrQ丛望亟E丛墨iQn指导教师论文提交日期2Q12生垒屋论文答辩日期2垒12笙§旦至受旦论文评阅人2012年5月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重麽自＆电太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一

2、同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：凌励劾签字日期：矽f，易年易月厂日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重迭邮电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽邮鱼太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：关历％导师签名：签字日期：硼cz年(7月厂日签字日期：加，z年易月莎日重庆邮电大学硕士论文摘要在多媒体技术领域，增

3、强现实技术已经成为国内外发展最快，受关注程度最高的关键技术之一，而其中的光照一致性技术更是越来越成为研究热点。近几年来增强现实技术在娱乐、展示、军事方面有一些应用，但尚处于发展阶段，尤其是虚实场景在视觉效果上还达不到很好的统一。因此，研究增强现实光照一致性，解决虚实场景的视觉一致性问题很有必要。本文在总结增强现实光照一致性技术的国内外研究现状基础上，分析了该技术领域存在的主要问题，针对光照一致性的逆向光照恢复和阴影生成算法进行了重点研究。第一，针对现有基于光照模型的增强现实逆向光源检测算法要求校准物体的表面是纯漫反射体且检测出的位置误差较大，提出一种引入投影阴影三维形状特征及镜

4、面反射分量的两步光源检测算法。算法分为光源位置和强度检测两个部分，在光源位置已知的条件下引入带有镜面反射分量的Cook．Torrallce模型检测强度，并采用随机采样分区、误差处理等机制。同时使用投影阴影三维形状特征代替平面阴影的角点特征，然后利用光线跟踪检测光照位置。实验表明该算法检测光源位置更加准确，检测光强有效，较好地解决了点光源位置检测不准确和受校准物材质限制问题。第二，针对现有增强现实应用中阴影生成算法绘制软阴影的真实性不足，提出一种自适应采样与背景融合的阴影生成算法。首先结合考虑遮挡的平面阴影算法计算虚拟对象投影阴影的空间位置分布。其次，改进膨胀腐蚀算法中软阴影的生

5、成过程，提出一种依据近似点光源的形状类型进行自适应采样，从而获取假想点光源集合的软阴影绘制方法。最后，针对基于膨胀腐蚀算法使用阴影灰度图方法造成阴影的颜色被限制在单通道上，提出基于多通道与背景融合的方法。实验结果表明该算法计算软阴影的颜色更加合理，软阴影的绘制方法更为有效，提高了阴影生成算法绘制软阴影的真实性。第三，通过使用增强现实的三维注册及光照一致性技术，实现了一个基于标识与光照技术的增强现实原型系统。关键词：增强现实，光照一致性，三维阴影，阴影生成，背景融合AbstractInthem_ultimediafield，augmentedreal埘(AR)妣hnologyha

6、Sbecomeoneof。memostpopularkeytechn0109ies，in砒chi11u“nationconsiStencyhaslncreaslng王ybecometheresearchfocus．Inrecentyears，althoughARteclm0109yiswidelyusedinentenainment，e)【llibitionandrnilitaⅨitisstiUeVolVing、衍t11someshortages·Forex锄ple，此vinualandrealsceneisnotu11ifiedonVis岫le虢Cts．So舭research

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