[發明專利]一種獲取環境光照信息方法、裝置和電子設備

在審

• 申請號: 201810254240.2
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108509887A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 郁樹達;陳浩;李曉鳴;簡培云
• 申請（專利權）人: 深圳超多維科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T15/50;G06T15/04
• 代理公司: 深圳市六加知識產權代理有限公司 44372
• 代理人: 宋建平

本發明實施例涉及顯示技術領域，具體公開了一種獲取環境光照信息方法、裝置和電子設備，其中，所述方法包括：從真實拍攝包含參考物體的圖像中摳取參考物體的彩色圖像；根據所述參考物體的彩色圖像，通過采樣生成觀測點矩陣；根據由光源基函數系數、傳遞矩陣及觀測點矩陣組成的線性方程組，求解光源基函數系數；根據所述光源基函數系數獲取環境光照信息。通過所述方法能夠精確和高效計算周圍環境的光照信息，為真實感渲染中的虛擬光照信息提供先驗條件，使得虛擬物體自然地與真實圖像結合，提高顯示效果，提升用戶體驗。

技術領域

本發明實施例涉及顯示技術領域，尤其涉及一種獲取環境光照信息方法、裝置和電子設備。

背景技術

近年來，由于計算機的快速發展，在已知場景光照、物體反射屬性及表面紋理等條件下，利用計算機圖形學技術可以繪制出真實感圖像。但是，在某些時候場景光照或物體反射等屬性是未知的，需要通過合適的技術對其進行測量或估計。該技術作為一個連接傳統的真實感繪制技術以及基于圖像建模繪制技術的橋梁，在虛擬現實(VR)、增強現實(AR)、混合現實(MR)等眾多領域有著廣泛的應用。而在繪制虛擬物體時，真實環境中的光照信息是光照一致性的重要先決條件，只有成功計算出真實環境的光照信息才能夠產生高度真實感的渲染效果。因此，獲取光照信息技術成為了當前VR/AR/MR顯示領域的一個研究熱點，并廣泛應用于廣告、游戲、影視、科技等諸多領域。

在通常情況下，獲取環境光照信息的一個簡單而有效的方法，就是將真實圖像作為輸入，將場景中的光照信息作為輸出。在一般場景中，假設物體幾何模型、表面反射屬性和圖像均為已知，求解環境光照信息，并對真實圖像進行重新繪制，從而為虛擬現實和增強現實提供統一的光照效果等。對于現有的逆向求解環境光照信息的方法，主要有以下幾種方法：1、基于參考物體表面圖像的方法。在該方法中可以使用鏡面反射作為線索，此時得到的環境光照信息最為精確，但需要對場景進行多次曝光；還可以使用漫反射作為線索，此時只需對場景進行一次曝光，速度較快。2、基于參考物體陰影分析方法。該方法需要使用圖像處理方法分析陰影，是非實時的，且易受到環境影響。3、借助輔助拍攝設備的方法。該方法需要輔助拍攝設備，增加了硬件成本及系統結構的復雜性。4、無需借助輔助物圖像分析方法。該方法算法復雜，難以實現實時。

在實現本發明過程中，發明人發現相關技術存在以下問題：當針對實時性要求較高的應用領域(如游戲、影視等領域)時，利用現有的方法都難以精確和高效獲取環境光照信息。

發明內容

本發明實施例提供一種獲取環境光照信息方法、裝置和電子設備，能夠解決現有技術中利用現有的方法難以精確和高效獲取環境光照信息的問題。

第一方面，本發明實施例提供一種獲取環境光照信息方法，包括：

從真實拍攝包含參考物體的圖像中摳取參考物體的彩色圖像；

根據所述參考物體的彩色圖像，通過采樣生成觀測點矩陣；

根據由光源基函數系數、傳遞矩陣及觀測點矩陣組成的線性方程組，求解光源基函數系數；

根據所述光源基函數系數獲取環境光照信息。

可選地，所述根據所述參考物體的彩色圖像，通過采樣生成觀測點矩陣；包括：

將所述彩色圖像進行RGB通道分離，并獲取每個通道的灰度圖像；

在不同觀測點對所述每個通道的灰度圖像進行采樣，生成觀測點矩陣。

可選地，根據由光源基函數系數、傳遞矩陣及觀測點矩陣組成的線性方程組，求解光源基函數系數，包括：

對所述線性方程組進行最優化參數估計，計算光源基函數系數，所述光源基函數系數包含RGB三個通道對應的光源位置下的權重系數，所述權重系數表示相應通道光源的強度信息。

可選地，根據所述光源基函數系數獲取環境光照信息，包括：