[发明专利]基于图像和模型计算光照参数进行重光照渲染的方法

摘要

本发明公开了一种基于图像和模型计算光照参数进行重光照渲染的方法。该方法的步骤如下：1)利用场景的三维点云模型计算每个三维点的法向量；2)根据三维点的坐标和法向量以及图像中的像素值计算该图像的光源位置和方向向量；3)假设图像的光照模型为Phong模型，利用上述步骤得到的光源信息计算模型中能量函数的参数；4)计算图像的阴影和高光区域；5)给定要渲染的目标RGB图像，把原图像的场景和光照信息融合渲染到目标图像中，输出最终的渲染结果。本发明方法使得在影视制作后期特效制作的重光照过程中，简化了重光照的过程，快速输出重光照渲染结果，能够让用户初步判断输入图像是否适合用于后期虚实结合。解决了现有影视制作过程无法发现镜头与后期制作不一致的地方导致的重返工现象。

主权项

一种基于图像和模型计算光照参数进行重光照渲染的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)读入待处理的RGB图像和对应的图像场景三维点云模型，根据场景点云和法向量在光源方向下和图像RGB值之间的关系，建立线性方程组，利用最小二乘法估计光源的方向向量；(2)假设场景中物体均为Lambert体，考虑光照模型，结合光源方向和法向量建立Phong光照模型的能量函数；(3)利用优化方法最小化能量函数，通过最小化能量函数的偏导数求得图像场景中每个物体的环境光A_i和漫反射数值D_i；(4)由步骤3计算得到的环境光A_i和漫反射数值D_i计算图像的阴影和高光区域，并保存成图像作为中间结果；(5)计算目标RGB图像的光照方向，根据假设的光照模型把原图像的三维模型加入到目标图像中进行融合渲染，输出最终渲染的图像。