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虚拟展示系统中关键技术的研究

王鹏

  随着电子商务的广泛应用,虚拟展示技术逐渐成为研究热点。如何提高展示效果的真实性,降低计算量和存储量,以及提升易用性是虚拟展示系统的关键所在。本文针对上述需求开展研究工作,取得的研究成果包括:提出一种处理未校准图像的色感一致性(Color Constancy)算法。在虚拟展示过程中往往需要消除入射光色度的影响。传统的色感一致性算法只能处理和场景光照成线性关系的图像,因而难以推广使用。本文提出可以处理未校准的普通图像的色感一致性算法,而且该算法不依赖于相机型号和拍摄参数。本文采用各向异性的中值偏移(Anisotropic Mean Shift)分析对颜色信号进行聚类,求出其色彩变化趋势。然后通过在色度平面上的分析,估计入射光的色度值。本文还提出了一个实用框架来处理存在多个单色表面的图像。实验表明,本算法的估计结果较为精确,而且独立于相机型号和拍摄参数。提出一种基于反射分量分解的色彩置换算法。虚拟展示系统中往往需要改变商品的质地,此时需要一种有效的色彩置换算法。传统的方法在色彩置换时简单地保留原始亮度信息,造成结果的亮度分布不够真实。本文提出的算法利用了光线反射物理模型,因而能够得到非常真实的展示效果。首先使用一种简单的映射方法来分解目标区域的反射分量,然后构造一套新的线性系数来消除分解结果与原始颜色的相关性,最后进行色彩置换。实验表明本文的算法比传统方法更好地反映了换色后的亮度分布情况。与传统的反射分量分解方法相比,本文的算法计算量大大减少。提出一种基于区块的纹理映射算法。在改变商品质地时,纹理映射算法对结果的真实性影响很大。传统的纹理映射算法都面向三维模型,计算量和存储量非常大。本文提出了一种基于区块的纹理映射算法,可以很好地模拟物体表面的整体纹理走向。用户首先将目标区域划分成若干纹理区块,然后指定每个区块的纹理方向。由算法自动生成各个区块的纹理坐标,保证区块间的纹理连续性和区块间纹理的光滑过渡。本文的算法还可以模拟景深效果,使得结果更加真实。实验结果表明,本算法可以很好地模拟各种商品表面的纹理变化。由于本算法采用直接从图像到图像的映射过程,因而大大减少了存储要求,计算速度快。提出一种基于网格的纹理映射算法。对于很多纺织品,特别是服装来说,其表面形状非常复杂,难以通过三维建模的方式来表现。因此,无法使用三维纹理映射技术进行虚拟展示。本文针对这一问题提出了基于网格的纹理映射算法。用户只需指定几条纹理框架线,算法就可以自动生成合适的纹理网格。然后系统提供一系列工具让用户灵活地调整纹理网格,以模拟皱褶、遮挡或者折叠等效果。……   
[关键词]:虚拟展示;色感一致性;二色反射模型;中值偏移;反射分量分解;色彩置换;纹理映射;景深
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:浙江大学2005年