第6章1.PDF
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2022-08-03
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第六章 表面方向的检测
6.1 成象过程
6.1.1 辐射学基本知识
6.1.2 图象的形成
6.1.3 双向反射分布函数
6.2 反射图和辐照方程
6.2.1 表面方向的表示
6.2.2 反射图
6.3 根据影调恢复物体形状
6.3.1 光度学立体视觉法
6.3.2 松驰法
人们在日常生活和舞台艺术中广泛使用化妆品来改变形象说明人的视觉系统中具有某种根
据亮度的明暗分布 影调 推断物体形状的能力 人可能是根据物体的遮挡轮廓和影调来得到
关于物体形状的信息 虽然 影调可能在决定形状中只起次要作用 但是人的低层视觉理论中
除色觉以外 最令人感兴趣的问题是 我们根据影调线索到底能恢复哪些形状信息 从数学角
度理解 由影调恢复形状这个问题也许是严格研究人类从影调恢复形状能力的一个先决条件
因此这里我们将扼要地阐明有关的基本概念 首先要理解图象是如何形成的 也就是了解图象
象素的亮度与景物中物体表面的辐射率之间的关系 然后再理解这个过程的逆过程 即如何根
据图象的亮度分布信息发现物体表面形状和反射率等特征
６．１ 成象过程
为了理解成象过程 首先需要了解基本的辐射学知识
６．１．１ 辐射学的基本知识
［Ｈｏｒ ７９］
这里先介绍辐射学中一些基本物理量的定义 辐射通量 Radiant Flux φ和光电磁场辐射
强度 Radiant Intensity I
I
是每单位立体角射出的辐射通量 即
I
d
d
=
φ
ω
瓦 球面度 (6-1)
其中
d
ω
是微分立体角 如图 6.1 所示 距离点
r
处的面积为
dA
的水平面所对的立体角
d
d A
r
ω
θ
⋅cos
2
(6-2)
其中θ是
dA
的法线与到点光源连线之间的夹角
dA
⋅
cos
θ
可被称为
dA
在
θ
方向上的投影面积
立体角的单位是球面度 steradian 整个球面所得的立体角为 4π球面度
辐照度 irradiance
E
是单位表面积上的入射光通量 即入射光通量密度
E
d
dA
=
φ
瓦 米
2
(6-3)
其中
dA
是表面上小区域的面积
d
φ
是此面积上的入射光通量
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