Método de reconstrucción con restricciones físicas para la función de distribución bidireccional de reflexión polarizada

LI Gengpeng ,  

CAI Wei ,  

YANG Zhiyong ,  

WANG Xiaowei ,  

WANG Yueyuan ,  

摘要

Para la base de datos de la función de distribución bidireccional de reflexión polarizada, los datos de medición presentan insuficiente precisión durante la interpolación de reconstrucción y tienden a violar las restricciones físicas, lo que reduce la exactitud y la confiabilidad de los resultados del renderizado polarizado. Se propone un método de reconstrucción con restricciones físicas para pBRDF orientado al renderizado polarizado. Primero, los datos de pBRDF se mapean al espacio de coordenadas cilíndricas para eliminar la singularidad del parámetro y la discontinuidad en los bordes; en segundo lugar, mediante un método de interpolación lineal local basado en una métrica de distancia periódica se obtiene la matriz de Mueller inicial, y se aplican sucesivamente la simetrización de reciprocidad, el truncamiento de valores propios semidefinidos de Cloude y la proyección de conservación de energía para garantizar la realizabilidad física del resultado reconstruido; por último, los datos reconstruidos se integran en el proceso de trazado de rayos polarizados para la validación del renderizado. Los resultados experimentales basados en el conjunto de datos KAIST muestran que este método comprime el tamaño de almacenamiento de datos de un solo material de 912 MB a 650 MB; en los materiales Gold y Purple Silicone se logra una tasa cero de violación física; en comparación con el método TD, los valores SSIM de las imágenes del grado de polarización y del ángulo de polarización para el material Gold aumentan un 4.3 % y un 4.5 % respectivamente, y para el material Purple Silicone aumentan un 0.8 % y un 5.0 % respectivamente. Este método equilibra la precisión de reconstrucción, la corrección física y la eficiencia de almacenamiento, y puede proporcionar un soporte eficaz para la reconstrucción de alta precisión de los datos de medición pBRDF y el renderizado polarizado realista.

关键词

Función de distribución bidireccional de reflexión polarizada;Matriz de Mueller;Representación en coordenadas cilíndricas;Interpolación con restricciones físicas;Renderizado polarizado

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