随着计算机图形学和计算机视觉技术领域在近几年的迅速发展,与其相关的增强现实、机器视觉等技术在军事、商业、娱乐生活领域中已然成为新的研究热点。如何提高增强现实与机器视觉的真实感与可信度已成为国内外的研究热点。而如何从图像中获取三维场景里光照信息的逆向求解光照问题是提高真实感与可信度的关键技术之一。不同的应用目的下对场景光照信息的要求也不同,例如在增强现实的光照一致性条件下需要获取到真实场景中的光照环境,包括光源位置和光强等;在计算机视觉领域的本征图像问题中需要对场景中物体表面的高光成分进行分离并去除。由此可见获取场景中各个分量的光照分布是逆向求解光照的主要目标。本文将采用一种屏幕空间法线映射的方式将场景中的光照信息提取到球面上,再根据光照反射分布在球面上的规律性通过数学形态学方法将反射分量进行分离。(1)首先描述了光学的一些物理特性,并列举了一些常用的光照反射模型,说明了光照反射和法线之间的关系,在光照模型的基础上进一步说明了光照反射分布在球面上具有一定的规律性,引出了将光照信息提取到球面上的研究方向。随后在光照模型的基础上对光照反射成分的分解做了描述。(2)然后运用了一种以渲染流水线中屏幕空间下的法线为依据的纹理映射技术,通过此映射技术在实拍图像中物体表面的光照信息和物体表面的法线之间建立映射关系,并利用此映射关系将光照提取到一个球面上。从而可以根据反射分布在球面上的规律性构建数学形态学算子,将反射分量分离。(3)最后分别对理想简单光源场景和实际可见光场景中的图像进行逆向光照求解,同时探索性的对红外场景的图像进行逆向光照求解,对结果做出了分析,在可见光场景下能够获取到可信的光照结果,相比于以往的求解方法简化了计算过程以及图像获取过程。