基于視覺的增強現實系統(tǒng)中的光照一致性研究.pdf

1、增強現實(AR，Augmented Reality)技術是在虛擬現實(VR，Virtual Reality)技術的基礎上發(fā)展起來的一個新的研究領域。它是一種將真實世界的場景與計算機生成的虛擬物體相結合的技術。虛擬現實強調的是對現實的一種完全的虛擬，是用戶的沉浸感。而增強現實強調的是對現實的一種增強，也就是虛實結合。隨著相關技術的不斷發(fā)展，AR技術已逐漸應用于影視、娛樂、建筑、工程設計、醫(yī)療、軍事、教育和旅游等領域。 在早期的研究

2、階段，人們研究的重點主要是三維注冊技術。近年來，隨著三維注冊技術的不斷完善，人們已經開始把研究的重點放在增強現實場景的真實感方面。而解決虛擬物體與真實場景之間的光照一致性問題是實現真實感的重要手段。目前的光照一致性技術主要通過輔助測光設備獲取真實場景的光照分布圖像，能夠實現真實的光照效果，但是由于測光設備比較昂貴，所以不利于普通實驗條件的光照研究。 本文在介紹增強現實系統(tǒng)的組成、特點和三維注冊技術的基礎上，重點闡述了光照一致性技

3、術，并提出了本文的光照一致性算法--基于動態(tài)light map的一致性光照算法。該算法無需使用輔助測光設備，只通過普通攝像機拍攝的真實場景圖像，分析真實場景中各個法線方向的光照關系，生成light map，并根據每一幀圖像實時更新light map。利用light map所記錄的環(huán)境光照可以實現虛實一致的光照效果，且能夠適應光照變化的場景。 在理論研究的基礎上，本文還對基于視覺的增強現實系統(tǒng)的實現做了進一步探討，在visual