一种半球面模式的材质光照测量系统研究与实现的开题报告

一种半球面模式的材质光照测量系统研究与实现的开题报告开题报告：一种半球面模式的材质光照测量系统研究与实现一、课题背景在计算机图形学和计算机视觉领域中，光照模型是十分重要的一个环节，它可以让计算机得以模拟三维世界中的光照效果。而要进行真实感光照渲染，需要获取材质的表面光照分布，这需要有一个可靠的测量系统。目前，常用的光照测量系统主要有两种，一种是采用成对摄像机的方式，另外一种则是利用半球形反射体。成对摄像机法是在不同的光照条件下对同一场景进行拍摄，通过计算两张图像的差异来推出光照信息，但是其精度较低，易受到场景变化的影响；而半球形反射体法则能够更为精准地测量光照信息，但是需要先制备好反射体并且依靠室内环境得以维护，对实验环境的要求比较高。因此，我们需要一个既能够精确测量光照信息、又不需要另外制备反射体的光照测量系统。二、课题内容本课题旨在研究以半球面模式为基础的材质光照测量系统，其主要包括以下几个方面：1.设计实现光照测量系统我们将设计一种以半球形模型为基础的光照测量系统，该系统能够测量材质表面的光照分布，精度高且易于实现。2.构建半球面模型由于半球面模型是该系统实现的基础，因此需要对其进行构建，这个过程需要处理点云数据并利用建模方法构造几何体。3.分析与训练光照模型根据测量数据，我们需要对光照模型进行分析与训练，不断优化光照模型，提高模型的预测精度。4.实现光照模型的三维重建借助半球面模型，我们将设计一种重建方法，将光照模型实现三维可视化。三、预期目标本课题的主要目标是设计一种基于半球面模型的材质光照测量系统，该系统具有以下优点：1.良好的测量精度光照测量系统利用半球面模型测量光照，能够达到较高的测量精度，避免了采用成对摄像机测量方式的误差。2.便捷的实验操作半球面模型是一种通用的模型，无需另外制备反射体，实验操作简便。3.适用范围广该系统可用于不同材质的测量，无需针对不同材质制备不同的反射体，适用范围更广，避免了测量成本的增加。四、研究方法本课题将采取如下研究方法：1.文献阅读与整理我们将在学术文献数据库中，查阅与光照测量和半球面模型相关的文献，整理相关资料，了解已有研究成果以及当前研究热点。2.建构光照测量系统我们将利用三维扫描仪获取三维场景数据，并由此构建半球形模型，设计实现光照测量系统。3.采集测量数据我们将在实际场景中，采集不同光照条件下的测量数据，以此为基础训练光照模型。4.光照模型分析与优化利用训练数据，我们将对光照模型进行分析和优化，优化模型后，利用优化后的模型对不同光照条件下的场景进行测量。五、预期成果本课题的预期成果主要包括：1.半球面模型的建构与优化我们将构建半球面模型，并对其进行训练与优化。2.半球面模型光照测量系统的设计与实现我们将设计一种基于半球面模型的光照测量系统，并实现其软件与硬件部分。3.实验数据的采集与分析我们将采集实验数据并进行分析，评估系统的测量精度。4.光照模型的三维重建我们将实现光照模型的三维可视化，以更直观的方式展示光照模型。六、进度安排本课题的主要进度安排如下：1.文献阅读与整理（2周）2.半球面模型的建构与优化（6周）3.半球面模型光照测量系统的设计与实现（8周）4.实验