Метод восстановления текстуры равноярких объектов сцены

С. И. Куприянов, Д. Д. Жданов, И. В. Валиев


Аннотация: В статье представлен метод восстановления текстуры равноярких (диффузных) поверхностей объектов сцены. Данный метод предполагается использовать как элемент предобработки данных в задачи восстановления параметров модели оптических свойств средствами дифференцируемого рендеринга. Восстановление текстуры диффузных поверхностей сцены предполагает создание uv-развертки геометрии на плоскость, формирование текстурной карты яркостей с помощью проекции камер на плоскость текстуры и выделение компоненты диффузной модели оптических свойств по яркости и освещенности сцены. Созданная карта яркостей и оригинальные изображения в сочетании с параметрами геометрии и оптических свойств сцены позволяют рассчитать первичное освещение сцены и подобрать вторичное. На основе этих данных можно рассчитать цвет поверхности. Оптимизационный процесс запускает расчет вторичного освещения методом прямой трассировки лучей с сохранением освещенности и яркости на текстурных объектах. Вторичное освещение и яркость глобального освещения, полученные в процессе итерационных вычислений, сравниваются с исходной яркостью изображения и представленный алгоритм корректирует цвет восстанавливаемой поверхности, переоценивая новое распределение вторичного освещения. Процесс повторяется до тех пор, пока отклонение яркости полученного изображения от яркости исходного изображения не окажется в заданных пределах. Предложенный подход требует наличия заранее определенной геометрии сцены, параметров источников света, а также оригинальных изображений для заданных параметров камеры. Восстановленный цвет текстуры объектов сцены позволяет использовать его в виде начальных данных параметров сцены в системе дифференцируемого рендеринга. Кроме того, найденная цветность объектов сцены позволяет упростить процесс дифференцируемого рендеринга за счет устранения сильной вариации яркости и уменьшения числа точек изображения сцены, передаваемых дифференцируемому рендерингу.

Ключевые слова: дифференцируемый рендеринг, оптические свойства, предобработка изображений, прямое освещение, вторичное освещение анализ геометрии, яркость, цвет, развертка геометрии, текстурирование, оптимизация.