[发明专利]用于在渲染图像中使用的可重新照明纹理

权利要求书

1.一种确定在场景的一个或多个图像中可见的对象的表面的表面法线估计的方法，其中所述对象由从所述场景的所述一个或多个图像构建的几何表示，所述方法包括：

获得所述对象的所述表面的表面法线估计，所述表面法线估计表示第一表面法线场，所述第一表面法线场包括非保守分量和保守分量；

基于所述第一表面法线场的所述保守分量构建所述对象的所述表面的高度映射；

使用所述高度映射来确定所述对象的所述表面的细化表面法线估计，所述细化表面法线估计表示所述对象的所述表面的保守表面法线场；以及

存储所述细化表面法线估计以用于在渲染所述对象的图像中的后续使用。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述获得所述对象的所述表面的表面法线估计包括：

确定所述场景的照明估计；

确定所述对象的所述表面的表面阴影估计；以及

使用所述对象的所述表面的所确定的照明估计和所确定的表面阴影估计来确定所述对象的所述表面的所述表面法线估计。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述确定所述表面法线估计还使用从构建自所述场景的所述一个或多个图像的所述几何而预测的所述对象的粗糙表面法线。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述确定所述表面法线估计包括：对于多个样本位置中的每个样本位置，找到最小化包括所述样本位置的所确定的表面阴影估计和所述表面法线的方向的所确定的照明估计之间的差异的测量的误差量度的所述表面法线，其中所述误差量度还包括正则项，所述正则项是所述样本位置的所述表面法线与从构建自所述场景的所述一个或多个图像的所述几何而预测的所述样本位置的粗糙表面法线之间的差异的函数。

5.根据前述任一项权利要求所述的方法，还包括分析所述场景的所述一个或多个图像以构建表示所述对象的所述几何。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一表面法线场是包括非保守分量和所述保守分量的非保守场。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第一表面法线场的发散在所述构建所述对象的所述表面的高度映射中被使用，使得基于所述第一表面法线场的所述保守分量来构建所述高度映射。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中使用泊松方程版本来构建所述高度映射。

9.根据权利要求8所述的方法，其中基于相邻的样本位置的高度以及基于所述第一表面法线场的发散，使用迭代松弛法来确定多个样本位置中的每个样本位置处的高度。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述迭代松弛法的第i次迭代中，在针对所述对象的所述表面的纹理的样本位置(x，y)处的高度H_i(x，y)由下式给出：

其中δ是相邻的样本位置之间的间隔，并且N_i是所述第一表面法线场。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述松弛法在若干次迭代后终止，使得所述松弛法在会聚之前终止。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述使用所述高度映射来确定所述对象的所述表面的细化表面法线估计包括确定所述高度映射的梯度。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述细化表面法线估计N_r使用所述高度映射H根据等式而被确定。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中从一个或多个照相机视点捕捉所述场景的所述一个或多个图像，并且其中存储的细化表面法线估计以用于在任意照明条件下从渲染视点渲染所述对象的图像中的后续使用。