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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.45.2016.tde-20102016-125231
Document
Author
Full name
Caio de Freitas Valente
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Jackowski, Marcel Parolin (President)
Hirata Junior, Roberto
Marques, Fátima de Lourdes dos Santos Nunes
Title in Portuguese
Iluminação baseada em séries temporais de imagens com aplicações em realidade mista
Keywords in Portuguese
Iluminação baseada em imagens
Light probe
Realidade mista
Abstract in Portuguese
A estimação da iluminação é essencial para aplicações de realidade mista que se propõem a integrar elementos virtuais a cenas reais de maneira harmoniosa e sem a perda do realismo. Um dos métodos mais utilizados para fazer essa estimação é conhecido como iluminação baseada em imagens (Image Based Lighting - IBL), método que utiliza light probes para capturar a intensidade da iluminação incidente em uma cena. Porém, IBL estima a iluminação incidente apenas para um determinado instante e posição. Nesta dissertação, será avaliado um modelo de iluminação que utiliza séries temporais de imagens de light probes, obtidas de maneira esparsa em relação ao tempo, para renderizar cenas em instantes arbitrários. Novas cenas contendo objetos virtuais poderão ser renderizadas utilizando imagens de light probes artificiais, geradas a partir das amostras da iluminação originais. Diferentes funções de interpolação e aproximação são avaliadas para modelar o comportamento luminoso. As imagens finais produzidas pela metodologia também são verificadas por voluntários, de modo a determinar o impacto na qualidade de renderização em aplicações de realidade mista. Além da metodologia, foi desenvolvida uma ferramenta de software em forma de plugin para facilitar o uso de IBL temporalmente variável, permitindo assim a renderização realística de objetos virtuais para instantes arbitrários
Title in English
Time series image based lighting with mixed reality applications
Keywords in English
Image based lighting
Light probe
Mixed reality
Abstract in English
Lighting estimation is essential for mixed reality applications that strive to integrate virtual elements into real scenes in a seamlessly fashion without sacrificing realism. A widely used method for lighting estimation is known as Image Based Lighting (IBL), which utilizes light probes to determine incident light intensity within a scene. However, IBL estimates light incidence only for a given time and position. In this dissertation, we assess a lighting model based on a time series of light probe images, obtained sparsely, to render scenes at arbitrary times. New scenes containing virtual objects can then be rendered by using artificial light probe images, which are generated from the original light samples. Different types of interpolation and approximation functions were evaluated for modeling lighting behavior. The resulting images were assessed for the impact in rendering quality for mixed reality applications by volunteers. In addition to the methodology, we also developed a software plugin to simplify the use of temporally variable IBL, allowing realistic rendering of virtual objects for arbitrary times
 
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mestrado.pdf (14.05 Mbytes)
Publishing Date
2016-10-31
 
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