[发明专利]一种基于鱼眼镜头的虚实光照融合方法

权利要求书

1.一种基于鱼眼镜头的虚实光照融合方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在真实场景中，在未来放置虚拟物体的位置处放置鱼眼镜头相机；其中，所述鱼眼镜头相机的半球形拍摄空间内包括真实场景中的所有光源；以鱼眼镜头中心为原点O，过原点O且沿鱼眼镜头朝向方向为Z轴；过原点与Z轴垂直的平面XOY为鱼眼镜头相机的像平面所在平面；

步骤2、首先调整鱼眼镜头的光圈，使得采集图像中可以区分光源和背景图像；然后控制鱼眼镜头相机拍照；在获得的图像中提取：各个所述光源的光源区域，光源区域内各像素点的灰度值以及光源区域的重心在平面XOY上的坐标；

步骤3、将各光源区域重心向所述鱼眼镜头相机的半球形拍摄空间的球面上进行投影，确定对应光源发出光线与所述球面的交点，所述交点与所述原点O的连线方向即为该光源的方向；

步骤4、根据步骤3获得的各光源方向以及步骤2中光源区域内各像素点的灰度值，确定各光源发光面垂直方向上的发光强度L₀：其中，Y_i表示本光源区域内第i个像素点的亮度值，i＝1,2,...,N,N为本光源区域内像素点数量；Y_i＝0.2991r+0.587g+0.114b，r、g和b分别为本光源区域内第i个像素点在RGB空间的R、G和B通道的值；f为所述鱼眼镜头相机响应函数；为步骤3中光源的方向与所述Z轴的夹角；K为附加光源亮度衰减系数；

步骤5、根据步骤4得到的各光源发光面垂直方向上的发光强度L₀以及步骤3得到的各光源方向，结合所述虚拟物体表面反射系数，采用光照模型进行增强现实渲染，则实现了光照虚实融合。

2.如权利要求1所述的一种基于鱼眼镜头的虚实光照融合方法，其特征在于，所述步骤1中，将真实场景所在的真实世界坐标系与虚拟物体所在的虚拟世界坐标系进行统一，使真实世界坐标系与虚拟世界坐标系重合。

3.如权利要求1所述的一种基于鱼眼镜头的虚实光照融合方法，其特征在于，在步骤2中，在鱼眼镜头相机拍摄前，先使用计算机视觉工具包对鱼眼镜头相机进行标定。

4.如权利要求1所述的一种基于鱼眼镜头的虚实光照融合方法，其特征在于，所述步骤2中，采用边缘提取法确定光源区域。

5.如权利要求1所述的一种基于鱼眼镜头的虚实光照融合方法，其特征在于，所述步骤5中，采用GPU加速渲染实现增强现实的实时显示。