粗糙表面感知光泽度的生成式模型

摘要

本论文研究人的视觉系统对粗糙表面光泽度的感知,在中尺度上建立一个粗糙表面感知光泽度的生成式模型。粗糙表面的成像是由三个因素决定的:表面拓扑结构、对光的反射特性、光照环境,并建立了相应的物理模型对三个因素进行描述,但是模型的参数空间不符合人类视觉系统的感知维度。
　　本论文着重分析表面拓扑与光照环境对感知光泽度的影响。选取了可参数化粗糙度并接近自然纹理的噪声表面与真实光照环境渲染表面图像。将产生的粗糙表面图像用于心理物理学实验,获得人对不同条件下的不同粗糙度的表面光泽度的感知数据。
　　然后从粗糙表面成像过程方面,将粗糙表面看作是由大量中尺度的“面元”构成,运用光学几何规律探寻物理模型与感知数据的关系,模拟渲染噪声纹理表面,并在模拟渲染过程中考虑噪声纹理表面“面元”倾角与与方位角分布以及纹理表面自遮挡现象,统计渲染结果高光的数量以建立产生式的感知模型。该模型能够针对未成像的表面材质设计准确预测其表面光泽度的感知量,研究结果在产品设计和制造业、产品质量控制和主观评价、海底矿物探测等领域具有应用价值。

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1 引言

1.1 课题的研究背景

1.2 国内外的研究状况

2 粗糙表面

2.1 1/Fβ噪声表面简介

2.2 1/Fβ噪声表面生成与相关性质

2.3 本章小结

3 光照环境

3.1 Light probe 简介

3.2 Light probe 图像格式

3.3 Light probe 全景坐标解析

3.4 本章小结

4 在中尺度从粗糙度到感知光泽度粗略建模

4.1 心理物理学实验设计以及结果

4.2 数据分析与建模

4.3 本章小结

5 考虑环境光方位角与表面自遮挡的光泽度建模

5.1 三维统计方法加入方位角

5.2 在中尺度解决粗糙平面自遮挡问题

5.3 本章小结

6 模拟渲染与结果对照

6.1 模拟渲染

6.2 渲染结果对照

7 总结及展望

参考文献

致谢

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