本發(fā)明涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及與工業(yè)可視化相關(guān)的光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

材料表面視覺信息的用途相當(dāng)廣泛，主要應(yīng)用在工業(yè)可視化材質(zhì)制作，虛擬現(xiàn)實(shí)材質(zhì)制作，工業(yè)、服裝、家具、裝潢等數(shù)字材質(zhì)制作，游戲材質(zhì)制作，影視材質(zhì)制作，CG材質(zhì)制作等方面。

現(xiàn)有的材質(zhì)視覺掃描方案多基于兩種采集模式，掃描儀或照相機(jī)。其重要問題有兩點(diǎn)，一是采集信息不全面，僅能采集色彩信息。二是質(zhì)量不穩(wěn)定，無法廣泛應(yīng)用于多種材質(zhì)視覺信息采集。

針對(duì)上述問題，現(xiàn)有技術(shù)中也可將掃描儀或照相機(jī)獲取的圖像通過Photoshop、CrazyBump、Do2等軟件轉(zhuǎn)化生成法線、高光、透明等信息。但轉(zhuǎn)化結(jié)果均存在非常嚴(yán)重的錯(cuò)誤，很難用于高質(zhì)量材質(zhì)應(yīng)用。而且轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)類型無法規(guī)范統(tǒng)一，很難符合工業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、快速地一次性采集色彩、法線、高光、透明等材料表面視覺信息，采集信息范圍更廣，效率更高，且實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)便，應(yīng)用成本低廉的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)及方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)具有如下構(gòu)成：

該系統(tǒng)包括遮光拍攝箱、相機(jī)、多方位燈組、拍攝控制模塊和視覺信息生成模塊。其中，遮光拍攝箱用于放置被攝物體；相機(jī)用于拍攝所述的被攝物體；多方位燈組置于所述的遮光箱內(nèi)，用于從多個(gè)不同方向及角度照射所述的被攝物體；拍攝控制模塊用以控制所述的多方位燈組，并控制所述的相機(jī)拍攝在多個(gè)不同方向及角度光照下的被攝物體，獲取多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息；視覺信息生成模塊用以根據(jù)所述的多個(gè)與不同 方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面視覺信息，該表面視覺信息包括顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中，所述的遮光拍攝箱包括：遮光外殼、托架和透臺(tái)。托架設(shè)置于所述的遮光外殼內(nèi)靠近底部的位置；透臺(tái)為半透明或透明，設(shè)置于所述的托架上，用于放置所述的被攝物體。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中，所述的相機(jī)設(shè)置于所述的遮光外殼內(nèi)頂部的位置。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中，所述的多方位燈組包括：分別設(shè)置于所述透臺(tái)上方四周的東燈組、南燈組、西燈組和北燈組；設(shè)置于所述的透臺(tái)下方的底部燈組；以及設(shè)置于所述的透臺(tái)上方靠近所述遮光外殼頂部的位置的頂部燈組，。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中，所述的相機(jī)包括偏光鏡片組。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中，所述的視覺信息生成模塊包括顏色計(jì)算單元、法線計(jì)算單元、高光計(jì)算單元和透明計(jì)算單元，分別用以根據(jù)所述的多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中，所述的視覺信息生成模塊還包括封裝單元，用以將所述的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息封裝為一個(gè)表面視覺信息。

本發(fā)明還提供一種利用所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法，該方法包括以下步驟：

(1)將被攝物體置于所述的遮光拍攝箱內(nèi)；

(2)所述的拍攝控制模塊控制所述的多方位燈組從多個(gè)不同方向及角度照射所述的被攝物體，并控制所述的相機(jī)拍攝在多個(gè)不同方向及角度光照下的被攝物體，獲取多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息；

(3)所述的視覺信息生成模塊根據(jù)所述的多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面視覺信息，該表面視覺信息包括顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中，所述的遮光拍攝箱包括遮光外殼、設(shè)置于所述的遮光外殼內(nèi)靠近底部位置的托架，以及設(shè)置于所述的托架上的透臺(tái)，該透臺(tái)為半透明或透明，所述的步驟(1)為：

將所述的被攝物體放置于所述的透臺(tái)上。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中，所述的多方位燈組包括東燈組、南燈組、西燈組、北燈組、底部燈組和頂部燈組，所述的步驟(2)具體包括以下步驟：

(21)所述的拍攝控制模塊控制所述的東燈組、南燈組、西燈組、北燈組、底部燈組和頂部燈組依次點(diǎn)亮，并控制相機(jī)拍攝獲得與之對(duì)應(yīng)的被攝物體的東影像信息、南影像信息、西影像信息、北影像信息、底部影像信息和頂部影像信息；

(22)所述的拍攝控制模塊控制所述的東燈組、南燈組、西燈組、北燈組和頂部燈組同時(shí)點(diǎn)亮，并控制相機(jī)拍攝獲得被攝物體的全影像信息。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中，所述的視覺信息生成模塊包括顏色計(jì)算單元、法線計(jì)算單元、高光計(jì)算單元和透明計(jì)算單元，所述的步驟(3)具體包括以下步驟：

(31)所述的顏色計(jì)算單元根據(jù)所述的頂部影像信息和全影像信息計(jì)算獲得所述的表面視覺信息中的顏色信息；

(32)所述的法線計(jì)算單元根據(jù)所述的東影像信息、南影像信息、西影像信息、北影像信息和頂部影像信息計(jì)算獲得所述的表面視覺信息中的法線信息；

(33)所述的高光計(jì)算單元根據(jù)所述的東影像信息、南影像信息、西影像信息北影像信息、頂部影像信息和全影像信息計(jì)算獲得所述的表面視覺信息中的高光信息；

(34)所述的透明計(jì)算單元根據(jù)所述的底部影像信息計(jì)算獲得所述的表面視覺信息中的透明信息。

該材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中，所述的視覺信息生成模塊還包括封裝單元，所述的步驟(3)還包括以下步驟：

(36)所述的封裝單元將所述的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息封裝為一個(gè)表面視覺信息文件。

采用了該發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)包括遮光拍攝箱、相機(jī)、多方位燈組、拍攝控制模塊和視覺信息生成模塊。則可通過本發(fā)明所述方法，將被攝物體置于所述的遮光拍攝箱內(nèi)；利用拍攝控制模塊控制所述的多方位燈組從多個(gè)不同方向及角度照射所述的被攝物體，并控制所述的相機(jī)拍攝在多個(gè)不同方向及角度光照下的被攝物體，獲取多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息；進(jìn)而由視覺信息生成模塊根據(jù)所述的多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面視覺信息，該表面視覺信息包括顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、快速地一次性材料表面視覺信息采集，采集信息范圍廣，效率高，且本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)及方法，其實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)便，應(yīng)用成本相對(duì)低廉。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中的遮光外殼和托架示意圖。

圖3為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中的相機(jī)及偏光鏡片組托架示意圖。

圖4為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中的透臺(tái)示意圖。

圖5為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中的頂部燈組示意圖。

圖6為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)中的東南西北及底部燈組示意圖。

圖7為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中的顏色信息計(jì)算流程示意圖。

圖8為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中的法線信息計(jì)算流程示意圖。

圖9為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中的高光信息計(jì)算流程示意圖。

圖10為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中的透明信息計(jì)算流程示意圖。

圖11為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中的文件封裝流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說明。

請(qǐng)參閱圖1所示，為本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)具有如下構(gòu)成：

該系統(tǒng)，如圖1至圖6所示，包括遮光拍攝箱、相機(jī)B、多方位燈組、拍攝控制模塊和視覺信息生成模塊。其中，遮光拍攝箱用于放置被攝物體；相機(jī)B用于拍攝所述的被攝物體；多方位燈組置于所述的遮光箱內(nèi)，用于從多個(gè)不同方向及角度照射所述的被攝物體；拍攝控制模塊用以控制所述的多方位燈組，并控制所述的相機(jī)拍攝在多個(gè)不同方向及角度光照下的被攝物體，獲取多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息；視覺信息生成模塊用以根據(jù)所述的多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面視覺信息，該表面視覺信息包括顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。

利用該實(shí)施方式所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法包括以下步驟：

(1)將被攝物體置于所述的遮光拍攝箱內(nèi)；

(2)所述的拍攝控制模塊控制所述的多方位燈組從多個(gè)不同方向及角度照射所述的被攝物體，并控制所述的相機(jī)拍攝在多個(gè)不同方向及角度光照下的被攝物體，獲取多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息；

(3)所述的視覺信息生成模塊根據(jù)所述的多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體 影像信息生成該被攝物體的表面視覺信息，該表面視覺信息包括顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。

在一種較優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的遮光拍攝箱包括：遮光外殼A、托架K和透臺(tái)I。托架K設(shè)置于所述的遮光外殼A內(nèi)靠近底部的位置；透臺(tái)I為半透明或透明，設(shè)置于所述的托架K上，用于放置所述的被攝物體。

在利用該較優(yōu)選的實(shí)施方式所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中，所述的步驟(1)為：將所述的被攝物體放置于所述的透臺(tái)上。

在另一種較優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的相機(jī)B設(shè)置于所述的遮光外殼A內(nèi)頂部的位置。

在又一種較優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的多方位燈組包括：分別設(shè)置于所述透臺(tái)上方四周的東燈組G(East)、南燈組H(South)、西燈組E(West)和北燈組F(North)；設(shè)置于所述的透臺(tái)I下方的底部燈組J(Bottom)；以及設(shè)置于所述的透臺(tái)I上方靠近所述遮光外殼A頂部的位置的頂部燈組D(Top)。

在利用該較優(yōu)選的實(shí)施方式所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中，所述的步驟(2)具體包括以下步驟：

(21)所述的拍攝控制模塊控制所述的東燈組、南燈組、西燈組、北燈組、底部燈組和頂部燈組依次點(diǎn)亮，并控制相機(jī)拍攝獲得與之對(duì)應(yīng)的被攝物體的東影像信息、南影像信息、西影像信息、北影像信息、底部影像信息和頂部影像信息；

(22)所述的拍攝控制模塊控制所述的東燈組、南燈組、西燈組、北燈組和頂部燈組同時(shí)點(diǎn)亮，并控制相機(jī)拍攝獲得被攝物體的全影像信息。

在一種進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的相機(jī)B包括偏光鏡片組C。

在另一種進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的視覺信息生成模塊包括顏色計(jì)算單元、法線計(jì)算單元、高光計(jì)算單元和透明計(jì)算單元，分別用以根據(jù)所述的多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。

在利用該進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中，所述的步驟(3)具體包括以下步驟：

(31)所述的顏色計(jì)算單元根據(jù)所述的頂部影像信息和全影像信息計(jì)算獲得所述的表面視覺信息中的顏色信息；

(32)所述的法線計(jì)算單元根據(jù)所述的東影像信息、南影像信息、西影像信息、北影像信息和頂部影像信息計(jì)算獲得所述的表面視覺信息中的法線信息；

(33)所述的高光計(jì)算單元根據(jù)所述的東影像信息、南影像信息、西影像信息、北影像信息、頂部影像信息和底部影像信息計(jì)算獲得所述的表面視覺信息中的高光信息；

(34)所述的透明計(jì)算單元根據(jù)所述的底部影像信息計(jì)算獲得所述的表面視覺信息中的透明信息。

在一種更進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的視覺信息生成模塊還包括封裝單元，用以將所述的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息封裝為一個(gè)表面視覺信息。

在利用該更進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中，所述的步驟(3)還包括以下步驟：

(36)所述的封裝單元將所述的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息封裝為一個(gè)表面視覺信息文件。

在一種更優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的視覺信息生成模塊還包括校準(zhǔn)單元，用以根據(jù)基準(zhǔn)信息校準(zhǔn)所述的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。

在利用該更優(yōu)選的實(shí)施方式所述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的材料表面視覺信息數(shù)字化采集方法中，所述的視覺信息生成模塊還包括校準(zhǔn)單元，所述的步驟(3)還包括以下步驟：

(35)所述的校準(zhǔn)單元根據(jù)基準(zhǔn)信息校準(zhǔn)所述的顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。

在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明大體可分為硬件部分和軟件控制部分。硬件部分主要由照相機(jī)、高顯色光源、偏振濾鏡、半透明透臺(tái)、密封箱體構(gòu)成有簡(jiǎn)單機(jī)械裝置。將待采集樣本放置于半透明透臺(tái)之上，高顯色光源進(jìn)行不同角度的照射，相機(jī)配合拍攝，采集不同光照條件下的圖片，通過USB數(shù)據(jù)線回傳給軟件，偏振濾鏡用于圖像呈現(xiàn)校正。軟件部分通過USB數(shù)據(jù)線與硬件相連，讀取所有拍攝結(jié)果后，對(duì)每張圖像進(jìn)行色彩格式、數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，去除顏色及燈光的負(fù)面影響。逐一進(jìn)行交叉對(duì)比分析，對(duì)比及運(yùn)算結(jié)果最終單獨(dú)或結(jié)合生成顏色、法線、高光、透明等貼圖。最終以封裝并儲(chǔ)存在用戶指定位置。

箱體內(nèi)部采用高顯色光源照明，顯色指數(shù)應(yīng)保持在80以上，照明光度穩(wěn)定在640Lux，即8EV值，任意圖像曝光均保持此曝光強(qiáng)度。

為保證采集結(jié)果符合工業(yè)要求及標(biāo)準(zhǔn)，必須對(duì)采集設(shè)備進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化校正。先將標(biāo)準(zhǔn)校正網(wǎng)格放置于半透明透臺(tái)中央部分，以標(biāo)準(zhǔn)形式固定。運(yùn)行校準(zhǔn)程序，相機(jī)會(huì)捕捉當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格圖像。捕捉的網(wǎng)格圖像會(huì)與預(yù)置的網(wǎng)格圖像進(jìn)行比較，得出相機(jī)畸變的準(zhǔn)確參數(shù)。運(yùn)用逆向補(bǔ)償?shù)脑恚浖?huì)自動(dòng)修正畸變部分畫面。保證后面所有捕獲結(jié)果都會(huì)按照基本修正的參數(shù)進(jìn)行修正后使用。

將標(biāo)準(zhǔn)色板放置于半透明透臺(tái)中央部分，以標(biāo)準(zhǔn)形式固定。運(yùn)行校準(zhǔn)程序，相機(jī)會(huì)捕捉當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)色板圖像。捕捉的色板圖像會(huì)與預(yù)置的色板圖像進(jìn)行比較，得出相機(jī)色彩及明度修正的準(zhǔn)確參數(shù)。根據(jù)修正曲線，軟件會(huì)自動(dòng)修正色彩及明度。保證后面所有捕獲結(jié)果都會(huì)按照基本修正的參數(shù)進(jìn)行修正后使用。

將目標(biāo)采集樣本平整放置于半透明透臺(tái)中央部分，以標(biāo)準(zhǔn)形式固定。運(yùn)行軟件采集功能，軟件控制不同燈光組照射和相機(jī)進(jìn)行拍攝。步驟如下：

(1)Top燈組亮起，相機(jī)進(jìn)行拍攝，經(jīng)過校正，儲(chǔ)存為TopData。

(2)Top、North、West、South、East五組燈光同時(shí)亮起，相機(jī)進(jìn)行拍攝，經(jīng)過校正，儲(chǔ)存為AllData。

(3)North燈組亮起，相機(jī)進(jìn)行拍攝，經(jīng)過校正，儲(chǔ)存為NorthData。

(4)West燈組亮起，相機(jī)進(jìn)行拍攝，經(jīng)過校正，儲(chǔ)存為WestData。

(5)South燈組亮起，相機(jī)進(jìn)行拍攝，經(jīng)過校正，儲(chǔ)存為SouthData。

(6)East燈組亮起，相機(jī)進(jìn)行拍攝，經(jīng)過校正，儲(chǔ)存為EastData。

(7)Bottom燈組亮起，相機(jī)進(jìn)行拍攝，經(jīng)過校正，儲(chǔ)存為BottomData。

計(jì)算中使用的數(shù)據(jù)每圖像分為R、G、B三個(gè)通道，所有數(shù)據(jù)表示為Top_RGB、All_RGB、North_RGB、Weast_RGB、South_RGB、East_RGB，每通道分量表示為Top_R、Top_G、Top_B、All_R、All_G、All_B、North_R、North_G、North_B、West_R、West_G、West_B、South_R、South_G、South_B、East_R、East_G、East_B。其余數(shù)據(jù)均以此形式表示。

顏色信息計(jì)算流程如圖7所示，以TopData為基礎(chǔ)，結(jié)合加權(quán)值α，AllData求得平均值。生成DiffuseData，公式如下：

Diffuse_RGB＝Top_RGB/α+All_RGB(1-α)；

法線信息計(jì)算流程如圖8所示，將NorthData、WestData、SouthData、EastData、TopData五組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為32位浮點(diǎn)色深、HSL色彩空間。NorthData、WestData、SouthData、EastData四組轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)分別與TopData轉(zhuǎn)化后數(shù)據(jù)相減。得到四組光照數(shù)據(jù)與TopData的差，取四組數(shù)據(jù)的負(fù)數(shù)最低值的平均值，將整個(gè)圖像與取得的最低值的平均值相加。將結(jié)果數(shù)據(jù)乘以衰減系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償(衰減系數(shù)與實(shí)際使用光源具體參數(shù)有關(guān))由最接近光源位置向遠(yuǎn)離光源方向參數(shù)逐漸遞增。將WestData完成補(bǔ)償后的灰度值作為數(shù)據(jù)A的R通道，將NorthData完成補(bǔ)償后的灰度值作為數(shù)據(jù)A的G通道，使用純白作為B通道。將數(shù)據(jù)A的輸出色階調(diào)整為1～127。將EastData完成補(bǔ)償后的灰度值作為數(shù)據(jù)A的R通道，將SouthData完成補(bǔ)償后的灰度值作為數(shù)據(jù)A的G通道，使用純白作為B通道。將數(shù)據(jù)A的輸出色階調(diào)整為128～255。 將數(shù)據(jù)A與數(shù)據(jù)B使用疊加方式進(jìn)行融合，最終歸一化。生成NormalData。

以North為例，轉(zhuǎn)為32位浮點(diǎn)并取得明度值

North_L＝(max(North_R*1000,North_G*1000,North_B*1000)+min(North_R*1000,North_G

*1000,North_B*1000))/2

去除色彩影響,α為校正衰減值,β為法線歸一化校正。

Normal1_RGB＝(((North_L-Top_K)*α)，((West_L-Top_L)*α),0)

Normal2_RGB＝(((South_L-Top_L)*α)，((East_L-Top_L)*α),0)

if(Normal1_RGB≤128000)

Normal_RGB＝(Normal1_RGB*Normal2_RGB)/128000

if(Normal1_RGB＞128000)

Normal_RGB＝(25000-(25000-Normal1_RGB)*(25000-Normal2_RGB)/128000)β

該算法通過對(duì)色彩信息的有效去除，以及對(duì)線性及環(huán)形衰減的校正，極大的提高了生成法線的準(zhǔn)確性，有效剔除了環(huán)境、衰減等對(duì)光線信息的影響。結(jié)合高低兩組燈位，最終得到細(xì)節(jié)豐富的法線信息。暫未發(fā)現(xiàn)同類型算法應(yīng)用。

高光信息計(jì)算流程如圖9所示，將NorthData、WestData、SouthData、EastData、TopData五組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為32位浮點(diǎn)色深、HSL色彩空間。NorthData、WestData、SouthData、EastData四組轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)分別與TopData轉(zhuǎn)化后數(shù)據(jù)相減。得到四組光照數(shù)據(jù)與TopData的差，將四組數(shù)據(jù)相加，取得亮度和。將亮度和與TopData比較，減去基本亮度。與TopData對(duì)比后進(jìn)行微調(diào)。生成SpecularData。

去除色彩影響，α為衰減修正，β為輸出色階修正。

Specular_RGB＝(((North_L-Top_L)*α)+((West_L-Top_L)*α)+((South_L-Top_L)*α)

+((West_L-Top_L)*α))-All_L

if(SpecularRGB≥0)

SpecularRGB＝SpecularRGB*β

if(SpecularRGB＜0)

SpecularRGB＝0

該算法通過對(duì)色彩信息的有效去除，以及對(duì)線性及環(huán)形衰減的校正，極大的提高了生成高光的準(zhǔn)確性，有效剔除了環(huán)境、衰減等對(duì)光線信息的影響。結(jié)合高低兩組燈位，以及偏光鏡最終得到細(xì)節(jié)豐富的高光信息。

透明信息計(jì)算流程如圖10所示，BottomData根據(jù)光源光照強(qiáng)度微調(diào)亮部及暗部曲線。生成AlphaData。α為色階修正值。

Alpha_RGB＝Bottom_RGB*α

封裝部分流程如圖11所示，DiffuseData、NormalData、SpecularData、AlphaData四組數(shù) 據(jù)進(jìn)行封裝，輸出為單一文件。包含DiffuseData預(yù)覽圖，并可導(dǎo)入Maya、Max、C4D、DetalGen、Vred等軟件。

上述方法突破了現(xiàn)有技術(shù)中使用軟件轉(zhuǎn)化取得法線、高光、透明等信息的方式。從數(shù)據(jù)源頭保證了采集數(shù)據(jù)的正確性。并極大減少了人工參與，節(jié)約了人力成本。在密閉環(huán)境下，標(biāo)準(zhǔn)化采集環(huán)境，減少干擾及影響，更易于用于高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。

采用了該發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)包括遮光拍攝箱、相機(jī)、多方位燈組、拍攝控制模塊和視覺信息生成模塊。則可通過本發(fā)明所述方法，將被攝物體置于所述的遮光拍攝箱內(nèi)；利用拍攝控制模塊控制所述的多方位燈組從多個(gè)不同方向及角度照射所述的被攝物體，并控制所述的相機(jī)拍攝在多個(gè)不同方向及角度光照下的被攝物體，獲取多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息；進(jìn)而由視覺信息生成模塊根據(jù)所述的多個(gè)與不同方向及角度光照相對(duì)應(yīng)的被攝物體影像信息生成該被攝物體的表面視覺信息，該表面視覺信息包括顏色信息、法線信息、高光信息和透明信息。從而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、快速地一次性材料表面視覺信息采集，采集信息范圍廣，效率高，且本發(fā)明的材料表面視覺信息數(shù)字化采集系統(tǒng)及方法，其實(shí)現(xiàn)方法簡(jiǎn)便，應(yīng)用成本相對(duì)低廉。

在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以做出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。