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在计算机图形学中,使用具有高真实感的材质,对于渲染出高质量的图像是至关重要的。通过测量得到的材质可以满足这一要求,但是由于测量装置复杂,对实验环境要求很高,需要耗费大量的人力物力,因此不利于推广使用。基于图像的绘制技术(IBR)近年来逐渐成为传统图形学绘制方法的一种补充。在材质属性的估计方面,因为图像上的每个像素都具有不同的入射和出射方向,包含的信息很丰富,所以可以利用一系列输入图像,将它们应用到特定的BRDF模型上,通过求解模型参数来得到材质的反射属性。通过这种方法得到的材质数据,虽然没有非常精确,但是完全可以满足一些实际应用。 本文的研究对象是各向异性的近乎平面的单一材质,空间变化的材质可以作为单一材质的延伸。系统的输入图像有两张,其中一张为漫反射图,另一张为高光反射图。首先,将漫反射图和高光反射图分别分解得到各自的反射图和光照图。接着利用漫反射图计算材质的方向场,从而得到材质的结构。然后我们建立Ashikhmin-Shirley反射模型,利用高光反射图的光照图及方向场信息来求解模型参数。最后,利用模型参数来计算材质的高度场,以得到材质表面高度的细微变化。我们为每个像素定义了一个特征向量,并用特征向量定义像素间的距离,然后以每个像素的k最近邻为约束条件,将其用到图像分解、方向场计算、高度场计算中。利用漫反射图分解得到的反射图、方向场、高度场信息及模型参数,可以绘制不同视角不同光照条件下的图像,模拟出具有一定真实感的材质效果。