高频光照下直接光分量和全局光分量的分离

￡神魔★判官ぃ 2023-08-17 15:27 133阅读 0赞

首先定义什么是直接光分量和全局光分量。

当场景被光源照明时，场景中每个点的辐射都可以被看做是直接和全局两个分量。

直接分量是由光源的直接照射产生的，全局分量是由场景中其他点对它的照射产生。

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上图中，A光线是直接由光源照射而进入到相机，即是直接光分量的来源。其余光线是场景中的其他点被P接收后反射进入到相机的，是全局光分量的来源。

这里只介绍如何对一个光源和一个相机的场景图像进行直接光分量和全局光分量的分离，而不介绍为什么要进行分离。

相机的像素接收到的总的光辐射表示为直接光分量和全局光分量的总和。

![20190926153326109.png][]

为了方面，这里简化了光照模型，直接光分量主要是由于从光源入射的光的散射，全局分量主要是从场景中其他点入射的光的散射。即为如下图所示：

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当光源辐射高频二进制照明图案时，点亮的色块包括直接分量和全局分量，而未点亮的色块仅包含全局分量。 从理论上讲，用这种照明图案拍摄的场景的两张图像及其补图足以估计场景中所有块的直接分量和全局分量。如下图所示

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所以我们使用两张高频率的二进制互补图就可以直接分理出这两种分量。

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由于来自所有其他表面斑块的相互反射，全局分量可以写成

![20190926225525375.png][]

其中i表示第i块,j表示第j块，互相反射即为i，j两块的互相反射的全局分量。A\[i,j\]为双向反射分布函数对块与块反射的合并。

进一步的分解后为：

![20190926231318373.png][]

现在假设只有一部分的光源被激活，比例为a,且在整个场景有较好的分布，才会产生高频照明图案。

则j的范围就会变小，缩小为a倍。

![2019092623191571.png][]

通过频率域的转换得到（这里我没有转换）

![20190926232027968.png][]

最后有：

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