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目前,保护和复原祖先留下的文化遗产在世界各国越来越受到重视,一些艺术品唯一且珍贵,对保管和展览的条件要求都十分严苛。随着数字图像技术的发展,数字图书馆、数字博物馆也应运而生。数字图像开始不仅仅应用在先进的科学研究领域,也出现在人们的日常生活中。为了人们可以在不同的非博物馆、展览馆场合欣赏珍贵的文化遗产及艺术品,将真实场景下珍贵的绘画艺术品进行跨媒体真实复制,进而进行可视化存储,已经成为博物馆、美术馆等机构的重要研究工作之一。在现在的跨媒体颜色领域,利用多光谱成像技术重建光谱反射率,然后进行颜色真实复制是研究热点。多光谱成像技术研究的重点就是光谱反射率重建,研究人员通过改进各种算法使最后复制的物体表面颜色的色差小、光谱重建精度高。而基于BRDF的方法是要采集照明角度变化的物体表面的光学特性,从而建立一个实测基础的函数,通过函数计算出物体表面的纹理、光泽、材质等信息。进而结合多光谱成像系统,使用计算机图形学,实现艺术品的跨媒体真实复制。本研究结合双向反射分布函数(Bidirectional Reflection Distribution Function,BRDF)和多光谱成像技术在跨媒体颜色真实复制的应用领域,进行了一定的研究工作。主要包括以下几个方面的内容:1.首先介绍了多光谱成像技术相关的基础理论,包括多光谱成像系统、光谱重建算法;与BRDF相关的基础理论,包括光学、辐射度量学基本概念等;具体介绍了BRDF的定义、性质和分类,基于物理的BRDF与多光谱结合的颜色复制理论。2.针对多光谱图像的光谱重建问题,具体研究了伪逆算法、基于BRDF算法和多光谱PCA算法。实验表明,多光谱PCA光谱重建算法所复制的颜色,无论是色差还是光谱重建精度(RMSE)均较优,可以满足油画艺术品的跨媒体颜色复制的要求。3.为了在油画跨媒体颜色复制中,能够体现油画的纹理、材质信息,采用了基于BRDF与多光谱图像结合的颜色真实复制技术,设计了油画艺术品跨媒体复制系统,同时分析基于物理BRDF与多光谱结合的颜色复制技术的实际效果。本研究自行搭建了BRDF与多光谱图像采集系统。首先单独采用多光谱PCA光谱重建算法重建油画表面的光谱反射率,进而复制油画的图像信息和颜色信息;其次采用物理BRDF与多光谱图像结合的方法复制油画样本的空间信息和颜色信息。实验结果表明,在油画纹理信息不明显的部分两种复制方法都有较好的表现。但在有高光亮点以及突显油画纹理的部分,多光谱PCA方法能复制出的图像呈现出的油画真实感不如基于物理BRDF与多光谱结合的方法复制的图像,证明了BRDF在跨媒体复制油画的纹理、材质信息的有效性。