题目：协同式增强现实中虚实光照融合与共享处理的研究与实现

协同式增强现实是增强现实技术的重要组成部分，它使多个用户能够感受虚拟对象与真实环境融为一体的共享增强现实场景，并在网络通信平台上进行各种交互操作和协同工作。当协同用户进入协同式增强现实系统中时，由于视点的不同、表达的不同，从而需要共享增强现实场景为其提供多方位的环境表示，同时为保证各个协同工作用户在增强现实环境中获得一致的空间感知和理解，并保证虚拟对象与真实物体融为一体的共享增强现实场景的一致性，从而需要建立协同式增强现实中基于多视频序列的一致三维空间模型并进行虚实结合处理。其中，对增强现实场景的虚实光照融合与光照信息的共享处理是该模型的重要组成部分。本论文研究实现了增强现实场景中基于视频图像的虚实光照融合方法，结合传统的光照模型和基于图像的光照模型，给出并实现了增强现实场景中虚实光照的无缝融合处理。首先，通过摄像机获得真实场景的视频图像，并通过计算机视觉方法提取出场景中的环境光信息和点光源位置信息；然后，在传统光照模型的基础上对阴影生成算法进行改进，生成适于增强现实场景的阴影效果；同时，利用基于图像的光照模型中的环境映射方法“照亮”虚拟对象，完成增强现实场景中虚实对象的光照融合效果。在虚实对象光照融合的基础上，本论文研究并给出了一种协同式增强现实中基于多方位视频序列的光照信息共享处理方法。该方法基于上述虚实光照融合处理方法获得协同工作区域已有用户的各种光照信息，当有新的协同工作用户进入共享增强现实场景时，根据新用户感知区域内的虚拟对象空间信息与特点，确定是否采用已有的类似光照信息作为新用户虚实光照融合处理需要的光照信息。实验结果表明：在协同式增强现实系统中，本论文基于视频图像的虚实光照融合与光照信息共享处理方法是正确的、可用的。