CN118447147B 利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重建方法 （北京大学）

利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重物体在不同视角和不同光源条件下的外观图像在不降低质量的同时对场景进行更高速的三维2步骤S1、获取输入图像，所述输入图像为同一物体度在不考虑遮挡的情况下远距光源i从方向wes2射向场景中任意位置的入射其中cy=d,/(2n(1-e-))为归一化系数；2.根据权利要求1所述的利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重建方法，其特征在有输入图像中出现过的远距光源的数量Nfar和近场光源的数量Nnear，并标注每张输入图像对应的远距光源编号和每个近场光源在拍摄输入图像时的类型3.根据权利要求2所述的利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重建方法，其特征在4.根据权利要求1所述的利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重建方法，其特征在项异性辐射被参数化为l阶球谐函数的系数近场光源k射向场景中三维位5.根据权利要求1所述的利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重建方法，其特征在36.根据权利要求1所述的利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重建方法，其特征在体密度将查询场景辐射场得到的辐射率在相机视线上进行累计，根据光源情况进行求和，7.根据权利要求1所述的利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重建方法，其特征在输入图像中的光源条件将各近场光源与远距光源下的视线颜色求和得到预测的视线颜色，8.根据权利要求1所述的利用近场和远距光源的三维场景逆渲染重建方法，其特征在4[0002]在当今的数字时代，多媒体技术的飞速发展为人们提供了前所未有的沉浸式体[0004]逆渲染技术的核心挑战之一是解决由于观察角度和光照条件有限而带来的固有[0005]文献《ZiangCheng,JunxuanLi,andHongdongLi.WildLight:In_the_wildinverserenderingwithaflashlight.InProc.oftheIEEE/CVFConferenceon5之后直接使用现有技术重建出关闭闪光灯时(即仅有环境光照时)的物体形状以及神经辐[0006]文献《HaianJin,IsabellaLiu,PeijiaXu,XiaoshuaiZhang,SongfangHSaiBi,XiaoweiZhou,ZexiangXu,andHaoSu.TensoIR:Tensorialinverserendering.InProc.oftheIEEE/CVFConferenceonComputerVisionandPattern则需事先给定所有输入图像中出现过的远距光源的数量Nfar和近场光源的数量Nnear，并标注每张输入图像对应的远距光源编号和每个近场光源在拍摄输入图像时的类型与开关状斯函数，每波瓣j均包含6个参数：轴向5,E2、波瓣锐度和波瓣RGB幅度6在不考虑遮挡的情况下远距光源i从方向oes2射向场景中任意位置的入射辐[0019]其中cy=AY/(2n(1-e-el))为归一化系数。机位置相同；各项异性辐射被参数化为l阶球谐函数的系数近场光源i射7[0032]图1为文献《ZiangCheng,JunxuanLi,andHongdongLi.WildLight:In_the_wildinverserenderingwithaflashlight.InProc.oftheIEEE/CVFConferenceon[0033]图2为文献《HaianJin,IsabellaLiu,PeijiaXu,XiaoshuaiZhang,SongfangHan,SaiBi,XiaoweiZhou,ZexiangXu,andHaoSu.TensoIR:Tensorialinverserendering.InProc.oftheIEEE/CVFConferenceonComputerVisionandPattern一物体在不同视角和不同光源条件下的外观(即有输入图像中出现过的远距光源的数量Nfar和近场光源的数量Nnear，并标注每张输入图像该输入图像时的近场光源类型主要有不动和固定于相机8进行拍摄，利用本发明的方法重建物体在新光源下的渲染图像。拍摄设备优选为一台∈{1,2,…,Nfar}被建模为128波瓣的球面高斯函数，每波瓣j均包含6个参数：轴向yes2、波瓣锐度和波瓣RGB幅度因此，在不考虑遮挡的情况下远距光源i从方向wes2射向场景中任意位置的入射辐射率为：[0044]其中cy=AY/(2n(1-e-el))为归一化系数。性辐射被参数化为l阶球谐函数的系数heR3x(+192,从而近场光源i射向场景中三维位入多层感知机(Mgeo和Mmat)以得到对应位置的形状(SDF值s，其对位置x微分9[0056]其中V(x,ωs)表示从表面点位置x遮挡；co,arar(o,d)表示远距光源i的直接光照下的视线颜色，Lfar(ωs)表示远距光源i从[0057]为了计算近场光源的直接光照下的视线颜色cpb,anear,由于来自近场光源的光线算间接光照下的视线颜色类似，只需将蒙特卡洛积分中的Lfar(ωs)V(x,ωs)替换为c(x',ωs)[0058]根据选取的输入图像中的光源条件将各近场光源与远距光源下的视线颜色求和的视线颜色，cpbneari表示基于表面渲染的在近场光源i下同时考虑直接光照和间接光照线颜色，Larar,(x,w)表示Lfar(ω)V(X,ω)，Linar,(x,w)表示c(X',ω)(1_V(Lanear,(x,w,p)表示Lnear(ω)V(x,ω)。[0061]通过以