一種半球面模式的材質(zhì)光照測量系統(tǒng)研究與實現(xiàn)的開題報告

一種半球面模式的材質(zhì)光照測量系統(tǒng)研究與實現(xiàn)的開題報告開題報告：一種半球面模式的材質(zhì)光照測量系統(tǒng)研究與實現(xiàn)一、課題背景在計算機圖形學和計算機視覺領域中，光照模型是十分重要的一個環(huán)節(jié)，它可以讓計算機得以模擬三維世界中的光照效果。而要進行真實感光照渲染，需要獲取材質(zhì)的表面光照分布，這需要有一個可靠的測量系統(tǒng)。目前，常用的光照測量系統(tǒng)主要有兩種，一種是采用成對攝像機的方式，另外一種則是利用半球形反射體。成對攝像機法是在不同的光照條件下對同一場景進行拍攝，通過計算兩張圖像的差異來推出光照信息，但是其精度較低，易受到場景變化的影響；而半球形反射體法則能夠更為精準地測量光照信息，但是需要先制備好反射體并且依靠室內(nèi)環(huán)境得以維護，對實驗環(huán)境的要求比較高。因此，我們需要一個既能夠精確測量光照信息、又不需要另外制備反射體的光照測量系統(tǒng)。二、課題內(nèi)容本課題旨在研究以半球面模式為基礎的材質(zhì)光照測量系統(tǒng)，其主要包括以下幾個方面：1.設計實現(xiàn)光照測量系統(tǒng)我們將設計一種以半球形模型為基礎的光照測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠測量材質(zhì)表面的光照分布，精度高且易于實現(xiàn)。2.構建半球面模型由于半球面模型是該系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎，因此需要對其進行構建，這個過程需要處理點云數(shù)據(jù)并利用建模方法構造幾何體。3.分析與訓練光照模型根據(jù)測量數(shù)據(jù)，我們需要對光照模型進行分析與訓練，不斷優(yōu)化光照模型，提高模型的預測精度。4.實現(xiàn)光照模型的三維重建借助半球面模型，我們將設計一種重建方法，將光照模型實現(xiàn)三維可視化。三、預期目標本課題的主要目標是設計一種基于半球面模型的材質(zhì)光照測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：1.良好的測量精度光照測量系統(tǒng)利用半球面模型測量光照，能夠達到較高的測量精度，避免了采用成對攝像機測量方式的誤差。2.便捷的實驗操作半球面模型是一種通用的模型，無需另外制備反射體，實驗操作簡便。3.適用范圍廣該系統(tǒng)可用于不同材質(zhì)的測量，無需針對不同材質(zhì)制備不同的反射體，適用范圍更廣，避免了測量成本的增加。四、研究方法本課題將采取如下研究方法：1.文獻閱讀與整理我們將在學術文獻數(shù)據(jù)庫中，查閱與光照測量和半球面模型相關的文獻，整理相關資料，了解已有研究成果以及當前研究熱點。2.建構光照測量系統(tǒng)我們將利用三維掃描儀獲取三維場景數(shù)據(jù)，并由此構建半球形模型，設計實現(xiàn)光照測量系統(tǒng)。3.采集測量數(shù)據(jù)我們將在實際場景中，采集不同光照條件下的測量數(shù)據(jù)，以此為基礎訓練光照模型。4.光照模型分析與優(yōu)化利用訓練數(shù)據(jù)，我們將對光照模型進行分析和優(yōu)化，優(yōu)化模型后，利用優(yōu)化后的模型對不同光照條件下的場景進行測量。五、預期成果本課題的預期成果主要包括：1.半球面模型的建構與優(yōu)化我們將構建半球面模型，并對其進行訓練與優(yōu)化。2.半球面模型光照測量系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)我們將設計一種基于半球面模型的光照測量系統(tǒng)，并實現(xiàn)其軟件與硬件部分。3.實驗數(shù)據(jù)的采集與分析我們將采集實驗數(shù)據(jù)并進行分析，評估系統(tǒng)的測量精度。4.光照模型的三維重建我們將實現(xiàn)光照模型的三維可視化，以更直觀的方式展示光照模型。六、進度安排本課題的主要進度安排如下：1.文獻閱讀與整理（2周）2.半球面模型的建構與優(yōu)化（6周）3.半球面模型光照測量系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)（8周）4.實驗