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为了使虚拟物体能无缝融入真实的视频场景中,合成后的虚实环境画面必须满足光照一致性。这意味着必须对真实场景视频中的每一帧画面进行光照估计,但是室外场景光照条件十分复杂,实时估计具有很大的挑战性。之前已有的方法【1,2】需提前采集太阳在所有可能位置时该场景的晴天图像,并交互求解其光照参数,采样数据量大,交互繁琐。文献【3】对此作了改进,仅需采集一张清晨时的图像和少量的交互便可实现对光照的求解,但是这些方法都要求画面中存在一定面积的阴影区域。此外这三种方法均假设天空光均匀分布并且不发生任何变化,这不符合天空光呈不均匀分布这一事实。本文方法利用场景中不同点的亮度根据光照模型列出线性方程组,由于不同点在几何、亮度上存在着差异,这个方程组理论上有且仅有唯一解,这便解决了阴影区域的限制。另外,本文对[1]提出的光照模型作了进一步扩展,提出遮挡因子概念,这使得本文方法可以模拟天空光随时间的变化。同以往方法相比,本文方法有以下两个优点:(1)算法可以在场景中不存在阴彭的情况下正常运行;(2)算法考虑了天空光分布的变化,更加符合真实场景的光照情况。