投影系統(tǒng)中曲面的光度補(bǔ)償.pdf

1、隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，個(gè)人計(jì)算機(jī)有體積越來(lái)越小，而功能越來(lái)越多的發(fā)展趨勢(shì)。在計(jì)算機(jī)視覺(jué)(Computer Vision)領(lǐng)域，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality)是一項(xiàng)極具潛力的技術(shù)。投影式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)由于其空間顯示范圍廣、可操作性以及適用性強(qiáng)的特點(diǎn)而得到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。投影式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)多采用的是投影儀－相機(jī)系統(tǒng)，目前基于投影儀-相機(jī)的投影式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域已經(jīng)有了一些深入的研究與具體的應(yīng)用，包括投影墻的自動(dòng)校準(zhǔn)、交互式投影表面、智

2、能環(huán)境與藝術(shù)表現(xiàn)等方面。 在投影儀-相機(jī)系統(tǒng)中，由于投影儀與相機(jī)本身儀器性能的特點(diǎn)以及投影面存在幾何不規(guī)則性和帶有色彩的紋理，投影的效果往往不能達(dá)到預(yù)期的顯示要求。我們就需要針對(duì)儀器本身屬性和環(huán)境屬性對(duì)投影圖像施行光度補(bǔ)償算法。本文提出了一種曲面上的光度補(bǔ)償方法，使投影在有紋理的曲面上成為可能，同時(shí)該方法基于視點(diǎn)變化實(shí)時(shí)地對(duì)投影圖片進(jìn)行幾何矯正。該算法在光度補(bǔ)償領(lǐng)域的貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面： 1.基于輻射度光照

3、模型，改進(jìn)原有的光度補(bǔ)償模型，提出系統(tǒng)顏色混合矩陣的概念。由于該矩陣對(duì)于已經(jīng)選定的投影儀-相機(jī)系統(tǒng)是固定不變的特點(diǎn)，可以在對(duì)圖像做光度補(bǔ)償之前，預(yù)先計(jì)算得到，從而加速了光度補(bǔ)償算法。 2.為了獲得投影儀和相機(jī)之間的幾何映射，我們總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)，采用了快速打點(diǎn)的二進(jìn)制點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)光方法。該方法具有精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，并且獲得的幾何映射信息可以運(yùn)用到跟蹤視點(diǎn)的交互中去。 3.在交互方面，我們分析了多種視點(diǎn)跟蹤方法，選擇使用雙