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基于图像的渲染技术(IBR)可直接由输入的采样图像信息得到输出的目标图像,能同时提高渲染速度和真实感,具有传统基于几何图形渲染技术所不可替代的优势。
本文“场景的光场获取及其重现技术研究”,采用基于图像渲染技术一种新的实现方法-光场渲染技术(LFR),其内容是在不需要图像的深度信息或相关性的条件下,通过预先拍摄的一组场景照片,建立该场景的光场数据库,然后对于任意给定的新视点,经过重采样和双线性插值运算,得到该视点的视图,实现对整个场景的漫游。论文研究的目的在于提高三维场景渲染的真实感和实时性。
本文介绍了基于图像的渲染技术与光场渲染技术的研究现状,在此基础上,结合课题研究的目的,提出了论文的主要研究内容:场景的光场获取与建立、光场渲染以及光场采样率的分析。论文描述了四维光场的理论模型。在光场获取的研究中分别利用3DMax软件模拟摄像机对虚拟场景采样获取光场图像序列和利用二维控制台控制摄像机对实际场景采样获取光场图像序列,提出了用六维数组存储光场数据的方法。在光场渲染的研究中,通过纹理映射的方法求取给定视点视图中每个像素坐标对应的光场坐标值,提出了两次双线性插值方法求取像素的颜色值,克服了渲染过程中出现的锯齿现象。在光场采样率分析中,根据渲染不产生重影的原则结合几何分析方法,分析了相邻采样摄像机的最大间隔公式,在此基础上讨论了渲染质量与场景深度和摄像机角分辨率之间的关系。
论文完整地实现了场景的光场获取与渲染过程,并设计了整套软件进行了实验验证,分析了摄像机间隔和光片数量对渲染质量的影响,验证了理论分析的正确性。