[發(fā)明專利]一種動態(tài)光場數(shù)據(jù)驅(qū)動的場景光照重現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310010374.7
• 申請日: 2013-01-10
• 公開（公告）號: CN103108452A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙沁平;周忠;余濤;吳威
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;G05D3/12
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明

1.一種動態(tài)光場數(shù)據(jù)驅(qū)動的場景光照重現(xiàn)方法，其特征在于包括：

步驟（1）、將事先在原始場景中采樣得到的動態(tài)光場數(shù)據(jù)重投影到重現(xiàn)場景的光源區(qū)域；

步驟（2）、將重投影得到的光場數(shù)據(jù)聚類為離散的各向異性點光源；

步驟（3）、對步驟（2）中聚類完成的每一個各向異性點光源，使用一組可編程控制的窄光束角全色LED射燈和旋轉(zhuǎn)底座來進(jìn)行模擬；

步驟（4）、通過后臺程序和重投影后的動態(tài)光場數(shù)據(jù)來控制每一時刻旋轉(zhuǎn)底座的旋轉(zhuǎn)角度和LED射燈的顏色與強度，實現(xiàn)原始場景的光照重現(xiàn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)光場數(shù)據(jù)驅(qū)動的場景光照重現(xiàn)方法，其特征在于：事先在原始場景采樣得到的動態(tài)光場數(shù)據(jù)包括兩種類型，光測圖序列和動態(tài)四維平面光場表示模型；針對兩種類型的數(shù)據(jù)，使用相同的方法，即光線重投影到重現(xiàn)場景需要架設(shè)光源的區(qū)域；光測圖的每一個像素代表它的一條采樣光線，像素值即為采樣光線的強度，采樣光線的方向由光測圖的全景模型決定，通常采用角度圖全景模型；四維平面光場表示模型的每一個四維數(shù)據(jù)即為一條采樣光線；重現(xiàn)場景根據(jù)具體應(yīng)用需要，架設(shè)光源區(qū)域可為平面區(qū)域、弧面區(qū)域或其它不規(guī)則區(qū)域均可。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)光場數(shù)據(jù)驅(qū)動的場景光照重現(xiàn)方法，其特征在于：原始動態(tài)光場數(shù)據(jù)重投影的采樣光線與重現(xiàn)場景架設(shè)光源的區(qū)域形成一系列離散交點，這些交點代表了這些采樣光線從架設(shè)光源區(qū)域出射的位置，從這些交點中選取若干點作為代表點來代表它們周圍一定區(qū)域內(nèi)的所有交點，從而形成有一定間距的代表點序列，每個代表點都替代它周圍區(qū)域內(nèi)的其它交點，作為區(qū)域內(nèi)所有光線的出射位置，從而使每個區(qū)域都可以用一個各向異性的點光源來模擬，代表點的位置即為點光源所在的位置；代表點的數(shù)量、分布、鄰域大小由重現(xiàn)場景的規(guī)模、重現(xiàn)光照精度要求等客觀條件與需求決定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)光場數(shù)據(jù)驅(qū)動的場景光照重現(xiàn)方法，其特征在于：采用一組可編程控制的窄光束角全色LED射燈和旋轉(zhuǎn)底座來模擬一個各向異性點光源，每個LED射燈模擬點光源一定角度范圍內(nèi)的出射光線；此類LED射燈具有方向性好、可編程控制射燈的顏色與強度、控制命令實時響應(yīng)等優(yōu)點，適用于表現(xiàn)各向異性點光源一定角度范圍內(nèi)的光線變化，再通過多個LED射燈組合以不同的朝向來覆蓋點光源更大的角度范圍，就可以模擬出完整的各向異性點光源；此外，采用可編程控制的旋轉(zhuǎn)底座除了用于給LED射燈供電以外，還能實時控制LED射燈旋轉(zhuǎn)角度，針對較為均勻的光照場景可以減少LED射燈數(shù)量，通過旋轉(zhuǎn)射燈來模擬主要光照變化，在節(jié)省成本的同時能以較高質(zhì)量完成場景光照重現(xiàn)；針對所采用的LED射燈型號和希望重現(xiàn)的光照角度范圍差異，模擬每個各向異性點光源所需的LED射燈數(shù)量可以靈活選擇。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動態(tài)光場數(shù)據(jù)驅(qū)動的場景光照重現(xiàn)方法，其特征在于：采用的LED射燈和旋轉(zhuǎn)底座均可編程控制、實時響應(yīng)，可通過后臺程序?qū)崟r控制每個旋轉(zhuǎn)底座的朝向和每個LED射燈的顏色與強度；基于重投影后生成的離散動態(tài)各向異性點光源光照數(shù)據(jù)，可以在重現(xiàn)場景實時重現(xiàn)每一時刻的原始場景光照，從而實現(xiàn)動態(tài)光場數(shù)據(jù)驅(qū)動的原始場景光照重現(xiàn)。