一種物體表面反射參數(shù)獲取方法及其在文物展示中的應(yīng)用.pdf

1、本文實(shí)現(xiàn)了可應(yīng)用于文物展示的物體表面反射參數(shù)獲取技術(shù)，該技術(shù)參考了現(xiàn)有三維掃描系統(tǒng)的原理，并利用了現(xiàn)有的三維掃描設(shè)備，在對(duì)物體進(jìn)行三維掃描的同時(shí)，能獲得反射參數(shù)計(jì)算所需的采樣圖像。本文實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)能在30秒左右時(shí)間內(nèi)計(jì)算文物一個(gè)表面反射參數(shù)獲取工作，最后結(jié)果是以表面點(diǎn)顏色為索引的反射參數(shù)表。使用該技術(shù)對(duì)多種材質(zhì)的物體進(jìn)行表面紋理重建能達(dá)到比較滿意的效果。 本文首先對(duì)目前現(xiàn)有材質(zhì)屬性獲取技術(shù)進(jìn)行比較分析，并對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)光三維掃描系統(tǒng)的

2、基本原理做了闡述。根據(jù)由該系統(tǒng)原理產(chǎn)生的一些約束條件，以及文物展示的實(shí)際需求，本文采用了計(jì)算通用雙向反射分布函數(shù)模型參數(shù)的方法來(lái)獲得物體表面反射屬性。 選擇適當(dāng)?shù)碾p向反射分布函數(shù)(BRDF)模型是整個(gè)研究工作的基礎(chǔ)，模型的選擇會(huì)影響到最后的紋理重建效果。本文先介紹了現(xiàn)有的一些BRDF模型原理、公式表達(dá)，并討論了他們的優(yōu)缺點(diǎn)以及各自的適應(yīng)范圍，接著分析了文物展示的需求，結(jié)合文物展示需求，提出使用Blinn模型來(lái)模擬物體表面反射特性

3、。 接下來(lái)，本文給出了利用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)光三維掃描系統(tǒng)進(jìn)行模型參數(shù)計(jì)算的一系列方法，包括獲得深度圖像，求解漫反射分量和鏡面反射分量。求解過(guò)程中的難點(diǎn)是計(jì)算鏡面反射分量，其關(guān)鍵利用精確定位的轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)獲取高光采樣圖像。之后，還需要獲得空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)和照片上該點(diǎn)的二維坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，包括旋轉(zhuǎn)前物體表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)和采樣圖像中二維坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)以及旋轉(zhuǎn)后該點(diǎn)的三維坐標(biāo)與其在原圖像中二維坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。本文就此進(jìn)行了說(shuō)明和公式推導(dǎo)，給出公式的推