一種基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法，該方法利用單個(gè)微軟體感設(shè)備Kinect來采集某物體的材質(zhì)外觀，并實(shí)時(shí)將結(jié)果反饋給用戶，最終獲得該物體的隨位置、光照以及觀察角度不同而變化的六維外觀函數(shù)。該方法包括四個(gè)步驟：環(huán)境光照的采集，物體幾何的采集，基于Kinect紅外攝像機(jī)的雙向反射分布函數(shù)（BRDF）的采集和聚類，漫反射和鏡面反射參數(shù)的計(jì)算。本發(fā)明不使用專業(yè)或昂貴的采集設(shè)備，只需要普通的Kinect設(shè)備，一個(gè)鏡面球和一些可用普通打印機(jī)打印的標(biāo)記；能夠?qū)崟r(shí)將采集結(jié)果反饋給用戶，不需要等待幾分鐘甚至幾小時(shí)的后處理過程才能看到結(jié)果；能夠采集較大尺寸非平面物體的材質(zhì)外觀。
【專利說明】一種基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材質(zhì)外觀采集技術(shù)，尤其涉及一種基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明相關(guān)的研究背景簡(jiǎn)述如下:
[0003]1.基于專業(yè)設(shè)備的材質(zhì)外觀采集方法
[0004]專業(yè)設(shè)備如空間全向反射計(jì)(spatial goniorefIectometer),可以直接測(cè)量隨著位置變化的BRDF (spatially-varying BRDF或SVBRDF)。這些方法通常對(duì)空間、光照和觀察角度進(jìn)行密集采樣，然后采集相應(yīng)的材質(zhì)反射屬性(DANA，K.J., VANGINNEKEN, B., NAYAR, S.K., AND KOENDERINK, J.J.1999.Reflectance and texture ofreal-world surfaces.ACM Trans.Graph.18, I (Jan.),1- 34.MCALLISTER, D.K.2002.Ph.D.Thesis.A generalized surface appearance representation for computergraphics.University of North Carolina at Chapel Hill.DEBEVEC, P., HAWKINS, T.,TCH0U, C., DUIKER, H.-P., SAR0KIN, ff., AND SAGAR, M.2000.Acquiring the reflectancefield of a human face.1n Proc.0F SIGGRAPH’ 00，145 - 156.TUNWATTANAPONG,B.，F(xiàn)YFFE, G.，GRAHAM, P.，BUSCH, J.，YU, X.，GHOSH, A.，AND DEBEVEC, P.2013.Acquiringreflectance and shape from continuous spherical harmonic illumination.ACMTrans.Graph.32, 4 (July), 109:1 - 109:12.)。專業(yè)設(shè)備可以對(duì)SVBRDF進(jìn)行相當(dāng)高精度的測(cè)量，但它們并不是針對(duì)普通用戶所設(shè)計(jì)的。通常來說，人們需要可觀的財(cái)力、時(shí)間以及專業(yè)知識(shí)來定制、校正并且使用上述的專業(yè)系統(tǒng)來進(jìn)行材質(zhì)外觀的采集。
[0005]2.基于圖像的材質(zhì)外觀采集方法
[0006]這種方法主要是使用照相機(jī)獲取的圖像來估計(jì)出SVBRDF。其中第一類方法在采集過程中使用主動(dòng)光源，包括直接拍攝一個(gè)被點(diǎn)光源照亮的凸物體，并從照片中估計(jì)出其四維BRDF ;使用可控光源拍攝一組照片，來計(jì)算已知幾何的物體的材質(zhì)外觀；用線性光源來獲取平面樣本的SVBRDF ;和使用LCD顯示器來作為可編程光源進(jìn)行材質(zhì)采集等等(MARSCHNER, S.R.，WESTIN, S.H.，LAFORTUNE, E.P.F.，TORRANCE, K.E., AND GREENBERG, D.P.1999.1mage-based BRDF measurement including human skin.1n Proc.0f EGWR，99，131 - 144.LENSCHj H.P.A.，KAUTZj J.，G0ESELE, M.，HEIDRICH，W., AND SEIDEL,H.-P.2003.1mage-based reconstruction of spatial appearanceand geometric detail.ACM Trans.Graph.22，2 (Apr.)，234 - 257.GARDNER, A.，TCHOUjC.，HAWKINS，T.，AND DEBEVEC, P.6492003.Linear light source reflectometry.ACMTrans.Graph.22，3 (July)，749 - 758.ALLDRIN, N.，ZICKLER, T.，AND KRIEGMAN，D.2008.Photometric stereo with non-parametric and spatially-varying reflectance.1nProc.0f CVPR2008.GHOSH, A.，CHEN, T.，PEERS, P.，WILSON, C.A.，AND DEBEVEC, P.2009.Estimating specular roughness and anisotropy from second order sphericalgradient illumination.1n Proc.0f EGSR2009, 1161 - 1170.WANG, C.-P.，SNAVELY, N.，ANDMARSCHNER, S.2011.Estimating dual-scale properties of glossy surfacesfrom step-edge I i ght ing.ACM Trans.Graph.30，6 (Dec.)，172: 1- 172: 12.AITTALA, M.，WEYRICH, T.，AND LEHTINEN, J.2013.Practical svbrdf capture in thefrequency domain.ACM Trans.Graph.32，4(July)，110:1 - 110:12.X
[0007]另一類方法是被動(dòng)采集方法，即在采集過程中不使用主動(dòng)光照，包括先采集環(huán)境光照，再?gòu)膯螐堈掌谢謴?fù)BRDF (假定BRDF符合特定的參數(shù)化模型)；使用逆渲染方法在未知光照和照相機(jī)參數(shù)的情況下，同時(shí)優(yōu)化得出光照和SVBRDF ;用普通攝像機(jī)拍攝物體，根據(jù)鏡面反射來估計(jì)出環(huán)境光照，隨后再計(jì)算SVBRDF等等(R0MEIR0，F(xiàn).，VASILYEV, Y.，ANDZICKLER, T.2008.Passive ref lectometry.1n Proc.0f ECCV2008, 859 - 872.HABER, T., FUCHS, C.，BEKAERT，P.，SEIDEL, H.-P.，G0ESELE, M.，AND LENSCH, H.P.A.2009.Relightingobjects from image collections.Proc.0f CVPR2009.PALMA, G., CALLIERI, Μ., DELLEPIANE, Μ., AND SC0PIGN0, R.2012.A statistical method for SVBRDF approximation fromvideo sequences in general lighting conditions.Comput.Graph.Forum(Proc.0fEGSR2012)31, 4，1491 - 1500)。另值得一提的是，Kinect SDK支持把未校正的RGB圖像賦予物體的功能，但它無法對(duì)隨著光照或者觀察角度而變化的材質(zhì)外觀進(jìn)行建模。
[0008]3.基于樣例的材質(zhì)外觀采集方法
[0009]在這種方法中，通常不需要對(duì)照相機(jī)或者光源進(jìn)行校正，取而代之的是把與物體材質(zhì)相近的已知BRDF的樣本放在物體旁，并一同拍攝照片，通過樣本的反射光來估計(jì)出物體的材質(zhì)外觀。人們用此思路來把大規(guī)模測(cè)量的BRDF用一小部分代表元素線性表出；采集人臉的SVBRDF ;用兩段式方法采集SVBRDF，第一段用專用設(shè)備采集較高精度的BRDF代表元素，第二段用照相機(jī)拍攝的照片來估計(jì)出如何用代表元素來表出一整塊平面SVBRDF ;還有使用線性光源和一塊包含各種不同BRDF的BRDF色板，拍攝照片時(shí)把色板放置于物體旁，從而估計(jì)出物體的 SVBRDF (HERTZMANN, A., AND SEITZ, S.M.2003.Shape and materials byexample:A photometric stereo approach.1n Proc.0f CVPR2003, 533 - 540.MATUSIK, W.,PFISTERj H.，BRAND, M.，AND MCMILLAN, L.2003.Efficient isotropic BRDF measurement.1n Proc.0f EGWR2003, 241 - 247.WEYRICH, T.，MATUSIK, W.，PFISTER，H.，BICKELj B.，DON-NER，C.，TUj C.，MCANDLESS, J.，LEE，J.，NGANj A.，JENSEN, H.W.，AND GROSS, M.2006.Analysisof human faces using a measurement-based skin reflectance model.ACM Trans.Graph.25，3 (July)，1013 - 1024.DONG, Y.，WANG, J.，TONG, X.，SNYDER, J.，LAN, Y.，BEN-EZRAj Μ., AND GUOj B.2010.Manifold bootstrapping for SVBRDF capture.ACM Trans.Graph.29，4 (July)，98:1 - 98:10.RENj P.，WANG, J.，SNYDER, J.，TONG, X.，AND GUOj B.2011.Pocket reflectometry.ACM Trans.Graph.30, 4(July),45:1 - 45:10.)D

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法，本發(fā)明可以在普通桌面電腦上供普通用戶使用，來采集各種日常物體隨地點(diǎn)、光照和觀察角度不同而變化的材質(zhì)外觀。具有快速、易使用、低成本等特點(diǎn)，可以運(yùn)用于電子商務(wù)、游戲和教育等應(yīng)用中，具有很高的實(shí)用價(jià)值。[0011]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，一種基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法，包括以下步驟:
[0012]環(huán)境光照的采集:將一個(gè)鏡面球放置于將要采集材質(zhì)外觀的場(chǎng)景中，使用Kinect融合方法獲取該球的大致幾何信息，并擬合出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球面，隨后把RGB攝像機(jī)采集到的圖像映射到標(biāo)準(zhǔn)球面上，再通過鏡面反射方向來得到環(huán)境光照；
[0013]物體幾何的采集:使用Kinect融合方法來采集物體的幾何信息，并通過用RGB攝像機(jī)拍攝的圖像來識(shí)別預(yù)先放置于物體周圍的標(biāo)記，從而實(shí)現(xiàn)物體與背景的自動(dòng)分離；
[0014]基于Kinect紅外攝像機(jī)的雙向反射分布函數(shù)(BRDF)的采集和聚類:把Kinect紅外發(fā)射器/攝像機(jī)作為主動(dòng)反射計(jì)，采集物體反射的紅外光來計(jì)算其BRDF，并按照BRDF中鏡面反射分量的相似程度把物體進(jìn)行分割聚類，對(duì)自動(dòng)聚類不準(zhǔn)確的結(jié)果進(jìn)行手工修正；
[0015]漫反射和鏡面反射系數(shù)的計(jì)算:使用Kinect RGB攝像機(jī)，結(jié)合步驟I采集的環(huán)境光照，先計(jì)算出物體表面上每一點(diǎn)的漫反射系數(shù)，再計(jì)算步驟3中聚類而得的每一類鏡面反射BRDF的鏡面反射系數(shù)。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:低成本、簡(jiǎn)單、易用，普通使用者不需要空間全向反射計(jì)等昂貴的專業(yè)設(shè)備，也不需要受過專業(yè)的材質(zhì)采集訓(xùn)練，只使用單個(gè)微軟體感設(shè)備Kinect，一個(gè)鏡面球和一些可用普通打印機(jī)打印的標(biāo)記，在普通的桌面電腦上，即可采集物體的隨位置、光照以及觀察角度不同而變化的材質(zhì)外觀。本發(fā)明相比于之前的方法，能實(shí)時(shí)將掃描結(jié)果反饋給用戶，而不是需要等待幾分鐘甚至幾小時(shí)的后處理時(shí)間，很大程度上方便了沒有專業(yè)材質(zhì)掃描經(jīng)驗(yàn)的普通用戶。從用戶角度看，本發(fā)明提出的材質(zhì)掃描方法和已有的Kinect融合幾何掃描方法相似，從而降低了用戶的入門學(xué)習(xí)難度，擁有非常好的用戶體驗(yàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的數(shù)據(jù)流程圖；
[0018]圖2是本發(fā)明使用Kinect紅外發(fā)射器/接收器作為主動(dòng)反射計(jì)的示意圖；
[0019]圖3是使用本發(fā)明采集的物體材質(zhì)外觀在新光照條件和新視角下的渲染圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明的核心是用Kinect交互式的采集物體的材質(zhì)外觀。該方法主要分為以下四個(gè)步驟:環(huán)境光照的采集、物體幾何的采集、基于Kinect紅外攝像機(jī)的BRDF采集和聚類、漫反射和鏡面反射系數(shù)的計(jì)算。具體來說，包括以下步驟:
[0021]1.環(huán)境光照的采集:本發(fā)明通過用Kinect掃描一個(gè)鏡面球來采集環(huán)境光照。首先使用Kinect融合方法來獲取該球的幾何信息。因?yàn)殓R面球的高亮反射材質(zhì)導(dǎo)致Kinect融合的結(jié)果噪聲較大，所以我們用最小二乘法對(duì)Kinect融合的結(jié)果進(jìn)行擬合來得到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球面。隨后，使用Kinect SDK API將RGB攝像機(jī)采集到的圖像映射到標(biāo)準(zhǔn)球面上，再找出相對(duì)與當(dāng)前觀察角度的鏡面反射方向，并對(duì)環(huán)境光照?qǐng)D中的相應(yīng)像素進(jìn)行更新。在每次更新中，我們計(jì)算已有像素和當(dāng)前像素的加權(quán)平均作為新像素的值，每一個(gè)環(huán)境光照樣本的權(quán)重則按照觀察方向和當(dāng)前點(diǎn)法向量的點(diǎn)積來計(jì)算。
[0022]2.物體幾何的采集:使用普通打印機(jī)打印出四個(gè)黑底白色的圓形，將這四個(gè)標(biāo)記放置于將要掃描物體周圍的平面上。用卷尺之類的測(cè)量工具來調(diào)整標(biāo)記的位置，使得這四個(gè)圓的圓心依此相連后大致能構(gòu)成一個(gè)矩形；如果將要掃描的物體較小，可以直接把四個(gè)圓形打印在一張紙上，并省去使用測(cè)量工具確認(rèn)圓心相對(duì)位置的步驟。然后我們使用Kinect融合來采集物體的幾何信息。采集結(jié)束后，利用RGB攝像機(jī)來識(shí)別四個(gè)白色圓形，并用Kinect SDK API來找出四個(gè)標(biāo)記圓心說對(duì)應(yīng)的三維位置。接著，我們構(gòu)建一個(gè)虛擬長(zhǎng)方體，大小由用戶指定，并且以標(biāo)記所在的支撐平面為底面。利用這個(gè)虛擬長(zhǎng)方體，我們可以把物體從背景中區(qū)分開來，通過判斷一個(gè)點(diǎn)是否落在長(zhǎng)方體內(nèi)。最后我們?cè)谖矬w表面上隨機(jī)采點(diǎn)，同時(shí)記下相應(yīng)的法向量，再對(duì)法向量進(jìn)行雙向?yàn)V波來對(duì)可能的噪聲做平滑，結(jié)果將用于后續(xù)處理。
[0023]3.基于Kinect紅外攝像機(jī)的BRDF采集和聚類:在這個(gè)步驟中，本發(fā)明把Kinect紅外攝像機(jī)作為主動(dòng)反射計(jì)，來獲取物體BRDF的鏡面反射分量的形狀，并同時(shí)對(duì)物體按照其鏡面反射BRDF的相似程度進(jìn)行分割。
[0024]3.1.BRDF融合:我們假定已經(jīng)有了一組點(diǎn)，它們的鏡面反射BRDF相似。我們首先介紹如何從這一組點(diǎn)反射的紅外光來計(jì)算鏡面反射BRDF的形狀:因?yàn)槲覀兪褂脜?shù)化Ward BRDF模型，BRDF的形狀即由其參數(shù)α決定。因?yàn)镵inect紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光在空間上有著很大的變化，所以我們將入射光看作一個(gè)高噪聲的光源，通過統(tǒng)計(jì)平均來得到可靠的α。具體來說，對(duì)于紅外攝像機(jī)拍攝到圖像中的每一個(gè)像素，我們根據(jù)其三維位置找出物體表面最近的采樣點(diǎn)，并計(jì)算在局部坐標(biāo)系下的光照和觀察方向。如果這兩個(gè)方向都不是太接近掠角，我們計(jì)算他們的平均方向，并把當(dāng)前的紅外反射值加權(quán)平均更新到一個(gè)BRDF樣本緩存中。這個(gè)緩存按照光照和觀察角度的平均方向來尋址，每一個(gè)紅外反射光樣本的權(quán)重按照觀察方向和法向量的點(diǎn)積來計(jì)算。一旦緩存里有了足夠多的樣本，我們可以用緩存中經(jīng)過平均后減噪過的數(shù)據(jù)，來擬合參數(shù)化Ward BRDF模型，就能得到其參數(shù)α。
[0025]3.2.BRDF聚類:我們使用一個(gè)二叉樹結(jié)構(gòu)來進(jìn)行BRDF聚類。這個(gè)二叉樹是對(duì)物體表面采樣點(diǎn)的一個(gè)分割。我們從一個(gè)根節(jié)點(diǎn)出發(fā)，按照采樣點(diǎn)的位置以及法向量相似度分成兩組，把這兩組作為當(dāng)前根節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)，再對(duì)子節(jié)點(diǎn)遞歸進(jìn)行上述步驟，直到當(dāng)前組的采樣點(diǎn)數(shù)目小于一定數(shù)值，這就完成了二叉樹的構(gòu)建。在交互式采集過程中，每當(dāng)一個(gè)采樣點(diǎn)接受一個(gè)紅外反射光樣本，我們就查找這個(gè)點(diǎn)屬于二叉樹中的哪些節(jié)點(diǎn)，然后對(duì)這些節(jié)點(diǎn)上的BRDF樣本緩存(3.1中有詳細(xì)介紹)進(jìn)行更新。
[0026]我們通過二叉樹上的一個(gè)分割，稱為BRDF分割，來進(jìn)行實(shí)時(shí)聚類。初始時(shí)，BRDF分割只包含二叉樹的根節(jié)點(diǎn)。對(duì)于分割中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，我們檢查當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)的BRDF樣本緩存中是否存在足夠的樣本數(shù)。如果至少有一個(gè)子節(jié)點(diǎn)滿足，則把當(dāng)前節(jié)點(diǎn)從BRDF分割中刪除，用它的兩個(gè)子節(jié)點(diǎn)來代替。然后我們對(duì)BRDF分割中所有有足夠樣本的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聚類；對(duì)于樣本數(shù)不足的分割節(jié)點(diǎn)，我們把它們分到L2距離最小的一個(gè)類中。隨著接受到的紅外數(shù)據(jù)的增加，BRDF分割逐漸在空間上不斷細(xì)化。我們的用戶界面隨著用戶手持Kinect在掃描物體，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的聚類結(jié)果。
[0027]自動(dòng)聚類/分割完成后，對(duì)其中不準(zhǔn)確的結(jié)果，我們提供一個(gè)三維噴漆的用戶界面，供用戶進(jìn)行手工調(diào)整修正。
[0028]4.漫反射和鏡面反射系數(shù)的計(jì)算:我們使用基于雙重乘積的快速小波積分來快速計(jì)算出漫反射和鏡面反射系數(shù)。首先我們定義每一個(gè)采樣點(diǎn)上的材質(zhì)外觀BRDF為如下函數(shù)fr:
【權(quán)利要求】
1.一種基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法，其特征在于，包括以下步驟: (O環(huán)境光照的采集:將一個(gè)鏡面球放置于將要采集材質(zhì)外觀的場(chǎng)景中，使用Kinect融合方法獲取該球的大致幾何信息，并擬合出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球面，隨后把RGB攝像機(jī)采集到的圖像映射到標(biāo)準(zhǔn)球面上，再通過鏡面反射方向來得到環(huán)境光照； (2)物體幾何的采集:使用Kinect融合方法來采集物體的幾何信息，并通過用RGB攝像機(jī)拍攝的圖像來識(shí)別預(yù)先放置于物體周圍的標(biāo)記，從而實(shí)現(xiàn)物體與背景的自動(dòng)分離； (3)基于Kinect紅外攝像機(jī)的雙向反射分布函數(shù)(BRDF)的采集和聚類JEKinect紅外發(fā)射器/攝像機(jī)作為主動(dòng)反射計(jì)，采集物體反射的紅外光來擬合出參數(shù)化鏡面反射BRDF的參數(shù)，并按照B RDF中鏡面反射分量的相似程度把物體進(jìn)行分割聚類，對(duì)自動(dòng)聚類不準(zhǔn)確的結(jié)果進(jìn)行手工修正； (4)漫反射和鏡面反射系數(shù)的計(jì)算:使用KinectRGB攝像機(jī)，結(jié)合步驟I采集的環(huán)境光照，先計(jì)算出物體表面上每一點(diǎn)的漫反射系數(shù)，再計(jì)算步驟3中聚類而得的每一類鏡面反射BRDF的鏡面反射系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法，其特征在于，所述步驟I包括以下子步驟: (1.1)將一個(gè)鏡面球放置于將要采集材質(zhì)外觀的場(chǎng)景中，在球的周圍放置使用普通打印機(jī)打印的標(biāo)記，用于實(shí)現(xiàn)物體與背景的自動(dòng)分離； (1.2)使用Kinect掃描球的幾何形狀，用Kinect融合來獲得鏡面球的幾何信息； (1.3)對(duì)上述子步驟1.2所得的幾何信息，用最小二乘法擬合一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球面； (1.4)把RGB攝像機(jī)采集到的圖像按照標(biāo)記的RGB值進(jìn)行校正，用于補(bǔ)償曝光時(shí)間以及白平衡的變化，再把圖像映射到標(biāo)準(zhǔn)球面上，然后通過鏡面反射方向來得到環(huán)境光照。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法，其特征在于，所述步驟2包括以下子步驟: (2.1)使用普通打印機(jī)打印出四個(gè)黑底白色的圓形，將這四個(gè)標(biāo)記放置于將要掃描物體周圍的平面上，用卷尺之類的測(cè)量工具來保證這四個(gè)圓的圓心大致能構(gòu)成一個(gè)矩形；如果將要掃描的物體較小，可以直接把四個(gè)圓形打印在一張紙上，并省去使用測(cè)量工具確認(rèn)圓心相對(duì)位置的步驟； (2.2)使用Kinect融合來采集物體的幾何信息； (2.3)用RGB攝像機(jī)來標(biāo)定四個(gè)圓形標(biāo)記的三維位置，以它們所在的支撐平面為基準(zhǔn)，把物體從背景中區(qū)分開來； (2.4)在物體表面上隨機(jī)采點(diǎn)用于后續(xù)處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法，其特征在于，所述步驟3包括以下子步驟: (3.1)用Kinect紅外攝像機(jī)來采集物體反射的紅外光圖像，找出每個(gè)像素在物體表面的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后根據(jù)紅外發(fā)射器和攝像機(jī)的三維位置，計(jì)算出局部坐標(biāo)系下的入射和出射角度，保存起來供后續(xù)處理； (3.2)對(duì)于采集到足夠多紅外信息的物體區(qū)域，擬合參數(shù)化解析BRDF模型，并按照其鏡面反射分量，進(jìn)行聚類，從而把整個(gè)物體分割成幾類，每一類都共享同一個(gè)鏡面反射BRDF ；(3.3)對(duì)自動(dòng)聚類不準(zhǔn)確的部分結(jié)果，在一個(gè)三維噴漆的用戶界面中，進(jìn)行手工調(diào)整修正。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于Kinect設(shè)備的交互式材質(zhì)外觀采集方法，其特征在于，所述步驟4包括以下子步驟: (4.1)對(duì)于RGB攝像機(jī)采集的并經(jīng)過校正的圖像，找出每個(gè)像素所對(duì)應(yīng)物體表面的采樣點(diǎn)，結(jié)合所述步驟I所采集的環(huán)境光照，計(jì)算出物體表面上每一點(diǎn)的漫反射系數(shù)； (4.2)保持漫反射系數(shù)不變，根據(jù)RGB攝像機(jī)采集的并經(jīng)過校正的圖像，所述步驟I所采集的環(huán)境光照，以及所述步驟3所擬合出的參數(shù)化鏡面反射BRDF的參數(shù)，用逆渲染的方法來計(jì)算出鏡面反射BRDF的對(duì)應(yīng)系數(shù)，使得誤差的平方和最小。
【文檔編號(hào)】G06T15/50GK103955958SQ201410146160
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】周昆, 吳鴻智 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)