[发明专利]一种基于Kinect设备的交互式材质外观采集方法

摘要

本发明公布了一种基于Kinect设备的交互式材质外观采集方法，该方法利用单个微软体感设备Kinect来采集某物体的材质外观，并实时将结果反馈给用户，最终获得该物体的随位置、光照以及观察角度不同而变化的六维外观函数。该方法包括四个步骤：环境光照的采集，物体几何的采集，基于Kinect红外摄像机的双向反射分布函数（BRDF）的采集和聚类，漫反射和镜面反射参数的计算。本发明不使用专业或昂贵的采集设备，只需要普通的Kinect设备，一个镜面球和一些可用普通打印机打印的标记；能够实时将采集结果反馈给用户，不需要等待几分钟甚至几小时的后处理过程才能看到结果；能够采集较大尺寸非平面物体的材质外观。

主权项

一种基于Kinect设备的交互式材质外观采集方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）环境光照的采集：将一个镜面球放置于将要采集材质外观的场景中，使用Kinect融合方法获取该球的大致几何信息，并拟合出一个标准球面，随后把RGB摄像机采集到的图像映射到标准球面上，再通过镜面反射方向来得到环境光照；（2）物体几何的采集：使用Kinect融合方法来采集物体的几何信息，并通过用RGB摄像机拍摄的图像来识别预先放置于物体周围的标记，从而实现物体与背景的自动分离；（3）基于Kinect红外摄像机的双向反射分布函数（BRDF）的采集和聚类：把Kinect红外发射器/摄像机作为主动反射计，采集物体反射的红外光来拟合出参数化镜面反射BRDF的参数，并按照BRDF中镜面反射分量的相似程度把物体进行分割聚类，对自动聚类不准确的结果进行手工修正；（4）漫反射和镜面反射系数的计算：使用Kinect RGB摄像机，结合步骤1采集的环境光照，先计算出物体表面上每一点的漫反射系数，再计算步骤3中聚类而得的每一类镜面反射BRDF的镜面反射系数。