面向真實感繪製的光場低秩性及其套用研究

《面向真實感繪製的光場低秩性及其套用研究》是依託浙江大學，由王銳擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：面向真實感繪製的光場低秩性及其套用研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：王銳
• 項目類別：面上項目

項目摘要

快速高效的真實感繪製一直是圖形學的重要目標之一。本項目主要針對真實感繪製中光場的低秩性及其在繪製算法中的套用開展研究，旨在通過充分挖掘繪製光場光線本身的連續性與冗餘性，利用當前在數據分析領域發展出的基於凸最佳化的低秩矩陣填充等方法，在對光場光線少量採樣的情況下，實現快速的真實感繪製。本項目計畫圍繞如下幾方面開展工作：首先研究面向真實感繪製光場的參數化與矩陣表示、低秩性分析等相關理論，為後續研究奠定理論基礎；其次，基於低秩矩陣填充，研究針對低秩光場的採樣、填充與積分方法，實現低採樣率下的快速光場繪製；再次，計畫以基於視覺感知的真實性為依據，採用用戶調查的方法對本項目提出的低秩光場理論與光場填充方法進行分析與驗證；最後，構建基於光場低秩性的快速繪製框架。通過本項目的研究，將為面向真實感繪製的光場數據計算與使用提供理論與分析，並為實現高效率、高逼真度的繪製技術的研發提供理論參考與數據支撐。

結題摘要

本課題主要針對真實感繪製中光場的低秩性及其在繪製算法中的套用開展研究，在國際上創新提出了光場稀疏表達與高效採樣重構的方法：通過充分挖掘繪製光場本身信號所表征出的稀疏性，利用數據分析與挖掘領域中發展出基於凸最佳化的低秩矩陣填充等方法，實現對繪製光場的高效採樣與積分，進而實現快速的真實感繪製。主要研究內容包括：面向真實感繪製光場的矩陣表示、稀疏性的相關理論與分析；通過對基於凸最佳化的矩陣低秩填充方法的改造與借用，開發了針對不同稀疏光場的低採樣率的採樣、填充與繪製方法；在真實感繪製之外，進一步將稀疏性分析套用於實時繪製中，研發了多種實時繪製算法，分析了不同視覺感知誤差對繪製質量與效果的影響；最後，將上述方法與技術套用於並行繪製算法中，針對性地構建了面向著色器性能/繪製質量、不同繪製平台能耗/繪製性能等不同繪製目標的快速繪製框架。共發表相關研究論文14 篇，其中11篇SCI國際期刊論文。在計算機圖形學領域的國際頂級學術會議/期刊ACM SIGGRAPH/SIGGRAPH Asia、ACM Trans. on Graph.（TOG）上發表論文4篇，國際期刊CGF、C&G等上發表論文7篇。授權國家發明專利5項，申請國家發明專利5項。課題共培養/聯合培養博士3名，碩士生10名。