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相关领域
基于图像的光照（Image Based Lighting)
–景物体的几何信息
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4
基于图象的绘制与计算机图形学 和视觉的关系
计算机视觉
计算机图形学
图象
几何
图象
IBMR
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5
基于图像的绘制过程
参考图像
全视函数
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18
同心拼接(Concentric Mosaics)
通过沿一系列同心圆切线方向拍摄的狭缝图像 (slit images)拼合成同心拼接
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19
利用同心拼接合成视图原理
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使用普通照相机获取狭缝图像
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同心拼接方法特点
只需在一个圆上拍摄的一系列图像，采 样方便。
视图插值/变换方法特点
简单方便，只要求几幅参考图像 漫游范围受限，只能在几幅参考图像的视点连 线之间作有限运动 常用于加速图形学中的绘制速度
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基于全视函数的IBR
全视函数原型[AB91]
Plen (,o , p ,V x t ,V i y ,c V z,t)
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14
基于光场的显示
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基于狭缝图象段的绘制：采样
在两个同心圆上 采集场景图象， 分别称为参考图 象和数据图象
分割成狭缝图象 段
建立参考图象和
数据图象之间的
狭缝图象对应关
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基于狭缝图象段的绘制：绘制
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基于全视函数的方法比较
数据维数 视点移动范围
名称
提出
年份
7
自由
plenoptic function 1991
(Plenoptic Modeling)
视图插值 和变换
（ View Interpolation/ view morphing）
几何和图像混 合建模
图像拼接 和分层
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合成视图
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基于图像的绘制中的重要方法
几何和图像混合建模(Hybrid Geometry- and Image-based Approach [DTM96]) 视图插值和变形(View Interpolation[CW93] / View Morphing[SD96]) 全视函数(Plenoptic Function-based ) 图象拼接（mosaic) 立体视觉(Stereo Vision)
视点可以在采样圆内做平面移动，生成 场景真实感强
数据量较光场等全视函数方法为小
移动范围受限，基于狭缝图象的绘制： 有场景畸变现象
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同心拼接的畸变
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基于狭缝图象段的绘制
将同心拼接中使用的狭缝图象进一步分 为狭缝图象段 测定不同距离上对应狭缝图象段的伸缩 比例 利用狭缝图象段的伸缩进行正确的绘制
5
自由
plenoptic modeling 1995
4 一个长方体内 Lightfield/Lumigraph 1996
(3) 一个二维圆内 concentric mosaics 1999
2
固定视点上
panorama
1994
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演示程序
Demo
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视图变换方法(View Morphing)
W 0 (a w 1 ,P ) r ( 1 p w )P 0 w 0 P 0 F W1( a w 0 ,P ) r ( p 1 w )F 1 P 1 w 1P
利用参考图像上像素点重投影生成新视图
利用投影知识决定的变形位置
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基于图像的绘制技术
（Image Based Rendering, IBR)
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传统图形学
建 模 （ 几 何 + 材 质 ）
计 算 、 显 示
用 户 输 入
计 算
结 果 图 像
难以达到真实感效果 建模复杂 计算和显示开销大
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2
基于图像的绘制
直接从拍摄的图像合成新视点的视图 建模简单 显示速度快 真实感强
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16
全景图(Panorama )
Panorama
Synthesis View
在一个视点拍摄的几幅图像，通过整合 (registration)拼接成一个视点周围的场 景视图，投影在圆柱面或者球面上成为 全景图。
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全景图方法特点
只需在一个视点拍摄的几张照片，数据 量小，采样方便。 视点不能移动，但是可以转动观察方向， 通过放大缩小（zoomin/zoom out)进行近 似的前后运动
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7
几何和图像混合建模过程（图示）
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8
几何和图像混合建模过程
拍摄照片，交互指定建筑物边缘 生成建筑物粗模型 利用基于模型的立体视觉算法精化模型 利用基于视点的纹理映射合成新视图
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9
几何和图像混合建模特点
可以通过拍摄的几张照片合成逼真的新视图， 简单快捷 只能适用于普通建筑物等外形规整的景物
Light Field Rendering[LH96] and Lumigraph [GGSC96]
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15
基于光场的显示：特点
基于“自由空间中沿一条光线传递的辐射能 不变”的假设，把全视函数简化为描述离开 或进入一封闭自由空间(如空立方体)的完全 光流分布 由于只考虑视流信息，因此不必对反射属性 作假设，不需要立体对应关系 数据量大，采样困难
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视图插值方法(View Interpolation)
样本1 样本2
立体匹配 可见度计算 投影
结束 优化处理 图像重建 插值运算
要求新视点位于两参考图象视点所决定的直线 (基线，baseline)上。由参考图线性插值产生新 视图。
一般情况下不能产生正确的透视投影结果，而
只生成近似的中间视图。