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对客观世界的真实场景采集与三维模型绘制一直是计算机视觉和计算机摄影学领域的研究热点之一。传统成像方法受到自身积分成像机理的局限，对真实场景的视觉信息获取采用降维进行采集，但该过程丢失了诸如深度、时间等维度信息。为了更全面获取真实场景的高维视觉信息，1991年Adelson等人提出了真实场景视觉信息的全光函数表示法，该方法描述了光场的入射点坐标、入射角度、时间和波长。随后，基于全光函数的采集技术相继被提出，该技术弥补了传统视觉采集的不足与局限性，可以更全面地获取真实场景的视觉信息。本文围绕变光照采集与绘制中的关键技术展开研究，设计了一套变光照采集和控制方案，提出了一种基于MapReduce的分布式可视外壳绘制方法。同传统多像机采集相比，变光照采集和控制方案可以模拟并获取不同入射角光线的场景视觉信息，为后期高精度重光照绘制提供可能。基于MapReduce的分布式可视外壳绘制方法，采用分布式并行方案，实现了更快速的可视外壳绘制。论文主要内容为：（1）第二章设计了变光场采集系统硬件架构和控制方案。系统架构是一个高7米，直径10米的穹窿体，穹窿体中主要包括照明单元、采集单元和控制单元。照明单元由2000盏LED灯组成，均匀划分为200组分布在穹窿体中；采集单元为20台像机组成的环形像机阵列；控制单元包含有200块MCU控制板，实现了对采集单元和照明单元的精确同步控制。（2）第三章提出了一种基于光照复用的光场采集方案。与单光源采集方案相比，基于光照复用采集技术利用多个光源正交复用的原理，先获取多个光照复用模式下的光场图像，然后通过解复用得到单光源图像。光照复用模式可以解决单光源采集时由于光源亮度过低而造成的采集图像过暗、信噪比过低的问题，从而获得更高的采集质量。（3）第四章对基于分布式计算的可视外壳并行绘制进行了研究。1）首先，基于MapReduce架构，设计并实现了一种基于图像序列可视外壳并行绘制方法，该方法能够显著提高可视外壳绘制的效率。对小文件优化和基于分布式内存的优化后，该方法获得了更好的性能。2）其次，设计了一个自定义分布式可视外壳绘制系统，系统根据采集硬件及可视外壳绘制算法的特点进行了一些高度定制化设计和编码。该系统具有一定的负载均衡和容错机制，并具有较好的可视外壳绘制性能。