文物的虛擬化和數(shù)字化對于文物的保護、展示有十分重要的意義。我國的各個博物館正在開展文物的數(shù)字化、網(wǎng)上展示、增強現(xiàn)實展示等工作。提高虛擬文物的仿真度,可以在文物保護、展示等方面達到更好的效果。虛擬文物仿真技術(shù)的實現(xiàn)通常分為兩個部分:三維模型的高仿真度可通過三維結(jié)構(gòu)光掃描儀獲取文物的深度信息與紋理信息來實現(xiàn);材質(zhì)光照效果的高仿真度是本文的重點研究對象。本文提出了一種通過實時改變虛擬文物的直觀物理屬性來滿足觀察者對文物的仿真感的方法。所設(shè)定的直觀物理屬性與雙向反射分布函數(shù)的參數(shù)相關(guān)聯(lián),通過實時調(diào)節(jié)文物的粗糙度、金屬性、反射性、透明涂層和透明涂層粗糙度等物理屬性值,可以實時改變雙向反射分布函數(shù)模型的計算結(jié)果,來模擬不同的材質(zhì)的光照效果,從而仿真不同類別的文物。雙向反射分布函數(shù)模型是實現(xiàn)不同材質(zhì)對于光照效果模擬的模型。傳統(tǒng)的測量模型擁有高仿真度但不具備可調(diào)節(jié)的參數(shù),物理模型擁有可調(diào)節(jié)的參數(shù)但仿真度不夠高,本文設(shè)計了一種基于均方誤差、峰值信噪比和每秒傳輸幀數(shù)等參數(shù)的評估算法對不同的雙向反射分布函數(shù)物理模型進行了定量的評估和分析,基于評估結(jié)果設(shè)計了混合雙向反射分布函數(shù)材質(zhì)效果模型,其結(jié)合了測量模型的...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１文物虛擬化后的展示效果圖??

物體的虛擬展示目前主要使用三種方式＇第一種方式是通過全景圖加載的方式??實現(xiàn)［１３］虛擬展示，全景圖指的是物體的全景圖，使用相機圍繞物體３６０度或者更??多層面的３６０度獲取其完整的深度信息數(shù)據(jù)；第二種方式如圖２－１所示，是使用??結(jié)構(gòu)光掃描儀或者激光掃描儀獲取物品的位置信息將物....

圖２－２漫反射參數(shù)ｆｄ和鏡面反射參數(shù)ｆｒ的ＢＲＤＦ模型示意圖??

對７種模型的渲染結(jié)果和拍攝原圖進行比對實現(xiàn)模型的主觀評估。??２．２．２雙向反射分布函數(shù)??如圖２－２所示，ＢＲＤＦ將各項標準材料的表面映射效果描述為由兩個分量組??成的函數(shù)：第一是漫反射分量，第二是鏡面反射分量。??８??

圖２－３微平面反射與宏觀平面反射區(qū)別示意圖??

函數(shù)Ｇ是指在微平面上發(fā)生反射后，射向視角向量的光線中未被其他微平面??所阻擋而能夠射出的權(quán)重比例。函數(shù)Ｆ是指菲浬爾項，指的是反射光線對入射光??線的比例。如圖２－４所示，單點的材質(zhì)表面映射效果最終結(jié)果需要方程計算進行??球面積分得到。??＇、?／＇１?＼?＼?１??＼?／?、＼?....

圖２－４宏觀分解面與微平面分界面示意圖??

??圖２－３微平面反射與宏觀平面反射區(qū)別示意圖??微平面模型公式描述如公式２－１０所示：??ＤＧＦ??ｆ（Ｌ，Ｖ）?＝??（２－１０）??ｔｔ（Ｎ?？?Ｌ）（Ｎ?．Ｖ）??在該公式中，函數(shù)Ｄ是法線分布函數(shù)（ＮＤＦ），物理意義是指在視角向量與光??線向量確定后，在平面上發(fā)生反射后能....

本文編號：3920476