题目：空间变化的入射光场表示与渲染技术研究

基于入射光场的真实感渲染技术利用真实场景中的光照采样数据建立场景的入射光场，对虚拟物体进行真实感渲染。本文对空间变化的入射光场的获取、表示和渲染技术开展研究，对场景光照进行获取与数据标定，将获取的光照数据与室内场景的重建模型进行融合，建立基于场景模型的入射光场，在此基础上对虚拟物体进行真实光照渲染。论文的主要工作包括：1. 空间变化的场景光照采样与数据标定。根据全光函数理论，搭建入射光场获取装置，根据室内场景的空间光照分布情况，采用非均匀的采样策略获取光测图序列实现对场景光照的空间和角度维度采样，将光测图序列的离散采样位置标定到同一坐标系，再根据全景投影模型建立光测图序列的图像像素和空间光线的映射关系。2. 建立基于场景模型的入射光场表示。使用Kinect采集的深度图和彩色图像进行室内场景三维重建，建立光照数据采样点与场景模型转换矩阵，实现光照采样位置与场景模型坐标系的统一。利用光测图的高动态特性提取光源并通过反向投射光源光线到场景模型表面提取光源形状，建立光源出射光场表示结构，针对光源出射场表示结构提出光源的重采样方法，利用光测图序列实现基于场景模型的间接光场表示与重采样方法。3. 基于入射光场表示结构的真实感光照渲染。基于光照渲染引擎Mental ray对光源出射场表示结构及重采样进行设计并实现了光源出射场的着色器(shader)，设计实现了基于场景模型的间接光场重采样方法和间接光场着色器(shader)，最终实现对虚拟物体的真实感渲染。在以上工作的基础上，搭建实验平台，对本文提出的方法进行实验验证。针对不同类型的室内场景，获取光照数据和重建场景模型，实现了入射光场的表示与渲染。实验结果表明，光测图序列采样位置标定误差较小；通过反向投射光源区域光线提取的光源几何结构接近光源几何形状；基于真实感渲染技术的入射光场渲染效果表现出了光照空间变化的特点，虚实融合结果真实感强。