(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211134490.5 (22)申请日 2022.09.19 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410001 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 吴天昊　张宇翔　杨俊刚　李振　 盛卫东　安玮　 (74)专利代理 机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 431 13 专利代理师 魏国先　王娟 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 15/20(2011.01) G06T 7/586(2017.01) G06T 15/50(2011.01) (54)发明名称 基于3ds Max三维重建的光场图像仿真制作 方法及终端设备 (57)摘要 本发明公开了一种基于3ds  Max三维重建的 光场图像仿真制作方法及终端设备， 解决传统光 场图像制作过程中不能针对阵列相机基线变化 的缺点， 该方法具有相机参数稳定， 成像基线可 变， 同时呈现深度图等优势特点。 采用本发明方 法制作的光场仿真图像进行光场图像重聚焦实 验， 实验结果表明， 该方法制作的光场图像完全 符合实验要求， 与传统方法相比， 该方法制作图 像质量均衡、 自动化程度高， 能够有效提高特定 场景下光场图像的制作效率。 权利要求书1页 说明书8页 附图7页 CN 115471610 A 2022.12.13 CN 115471610 A 1.一种基于 3ds Max三维重建的光场图像仿真制作方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 在3ds Max软件中进行 特定三维场景建模， 定义出 所有物体单 元的形状与尺寸； S2、 对三维场景中的物体单 元进行配置， 赋予各个场景中单 元材质与物理属性； S3、 在经步骤S2处 理后的已构建场景中添加光照并进行参数调节； S4、 在经步骤S3处理后的已构建场景中的不同位置架设虚拟相机， 并搭建不同基线的 虚拟相机阵列； S5、 利用已搭建完毕的虚拟阵列相机进行渲染成像， 实现光场仿真图像的制作。 2.根据权利要求1所述的基于3ds  Max三维重建的光场 图像仿真制作方法， 其特征在 于， 步骤S1的具体实现过程包括： 创建三维场景中每一个可视单 元； 使用修改物体属性的命令， 输入物体的物理属性信息； 使用平移、 旋转或缩放功能， 使所述可视单 元组成符合人眼直觉的场景物体。 3.根据权利要求1所述的基于3ds  Max三维重建的光场 图像仿真制作方法， 其特征在 于， 步骤S2中， 所述材质和物理属性包括物体反射系数、 折 射系数、 颜色。 4.根据权利要求1所述的基于3ds  Max三维重建的光场 图像仿真制作方法， 其特征在 于， 步骤S3中， 设置光源的位置、 形状、 指向、 光照强度， 在所述已构建场景中添加光源。 5.根据权利要求1所述的基于3ds  Max三维重建的光场 图像仿真制作方法， 其特征在 于， 步骤S4中， 搭建不同基线的虚拟相机阵列的具体实现过程包括： 使用创建物体命令在所述已构建场景的指定位置创建相机 视口； 选中所创建的相机 视口， 输入阵列的个数及间距， 创建出虚拟相机阵列。 6.根据权利要求1所述的基于3ds  Max三维重建的光场 图像仿真制作方法， 其特征在 于， 步骤S5中， 利用已搭建完毕的虚拟阵列相机进行渲染成像的具体实现过程包括： 设置渲染图像的分辨率、 输出存储路径、 成像质量、 以及光影效果， 按相同的渲染设置 渲染虚拟阵列相机的所有图像。 7.一种终端设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上的计算机程序； 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序， 以实现权利要求1～6之一所述方法的步骤。 8.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序/指令； 其特征在于， 所述计算机 程序/指令被处 理器执行时实现权利要求1～6之一所述方法的步骤。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115471610 A 2基于3ds Max三维重建的光场图像仿真制作方 法及终端设 备 技术领域 [0001]本发明涉及光场成像技术， 特别是一种基于3ds  Max三维重建的光场图像仿真制 作方法及终端设备。 背景技术 [0002]图像记录了光的信息， 也是人类记录三维世界的手段。 纵览人类历史， 实际上也是 人类对于光学信息的研究发展史， 从简笔绘画到精美的写实画， 从手工绘制地图到如今的 数字实景地图。 然而目前 的相机成像技术依旧依赖于针孔成像模型， 是使用传感器记录空 间中某一平面的光强二维分布， 是对七维全光函数进行二维采样的过程。 在传统成像技术 的基础上， 计算摄 影学从记录多维光学信息的角度， 克服了传统成像方法的以下局限： [0003]1)景深和光圈大小的局限性。 传统光学成像的镜头光圈限制成像的景深[1]。 光圈 越大， 镜头对光信号的采集能力越强， 成像质量越好。 但与之同时出现的问题是景深范围 小， 不利于全场景成像。 [0004]2)二维采样的局限性。 针孔成像模型中的图片为三维世界坐标系的点在二维上的 投影， 因此传统成像模型 无法采集深度信息 。 [0005]3)镜头成本 的局限性。 传统相机要想获得更好的成像质量， 需要更大体积更大光 圈的镜头， 从而产生较为高昂的费用[1]。 [0006]在计算摄影学中， 近十多年逐渐成熟的光场 成像(light  field imaging)已经成 为现代光学成像的新兴领域。 光场 成像设备可以同时记录光线的强度和方向， 人们利用这 一点可以提取出场景的三 维信息。 利用三 维信息， 光场数据可以生成场景深度图。 深度图像 是三维场景重 建的基础， 利用此信息可以实现更多复杂算法。 此外， 光场成像还 可以实现光 场重聚焦[2,3]、 光场超分辨 等功能。 [0007]现有的用于光场成像的设备有扫描式光场成像设备[4～8]， 微透镜光场设备[9～12]， 以及目前热门的阵列相机光场成像设备[13～17]。 目前绝大多数光场图像都经由现实世界的 光场成像设备制作， 真实光场图像的优势在于拍摄的场景全部源于真实世界， 但是真实光 场图像过于依赖于现实条件， 例如昂贵的光场成像设备、 拍摄时的环境指标， 否则其成像质 量将难以保证。 而且当下这种基于阵列相机制作的光场图像并不能提供同一场景下阵列相 机基线可变化的需求， 极大地限制了光场图像的应用场景。 [0008]阵列相机的原理是在四维光场中， 在多个位置放置相机对四维光场进行二维切 片， 相当于对光场进行多角度的二维采样。 [0009]Yang等人[13]设计了一个8 ×8的阵列相机。 这种设备的特点是能够对运动的光场 进行感知。 Zhang与Chen[15]设计了一个6 ×8的光场成像设备。 这种设备可以渲染不在6 ×8 视角位置的视角的图像。 其是通过对各子相 机位置视角重排列。 通过这种手段获得成像品 质更优。 Wilburn等人[14]制作了一个8 ×12的阵列相机， 并且将获取的光场数据制作成了公 开数据集。 来自西北工业大学的研究团队， 研制了一种8 ×8的相机阵列[17]。 他们基于这种 阵列相机在相机校正[18]等课题进行了深度研究。 以上提到的阵列相机均为大型的光场成说　明　书 1/8 页 3 CN 115471610 A 3