一种基于图像的非均匀单散射参与介质建模方法

摘要

针对非均匀单散射参与介质建模问题,提出一种能够保持密度场空间变化细节的建模方法.使用体数据、吸收和散射系数之比分别描述参与介质空间变化的密度分布及光线在其内部的传输特性,通过构建采集图像像素值与它们之间的表达式,将建模问题转化为非线性数值优化问题,求最优解.为了解决高分辨率体数据下大量体素密度值同时求解带来的时间开销大及数值不稳定问题,提出一种符合采集图像像素值明暗分布规律的密度场体数据初始化算法和一种多分辨率体数据逐步求精优化算法;为了快速计算大量体素密度值梯度,提出一种基于GPU的多体素并行梯度计算算法.实验结果表明,提出的方法能够根据采集图像重构烟模型,并保持其细节信息.