基于共軛透視相關相機的光場圖像渲染與顯示

周夢滔，樓益民，胡娟梅，馮玉順，吳鋒民

（浙江理工大學 物理系 浙江省光場調控技術重點實驗室，杭州 310018）

0 引言

光場顯示技術能夠為觀察者提供雙目視差、運動視差、單眼調焦、消隱等豐富的三維觀感，是距離全息顯示效果最近的一種非全息類的3D 顯示技術［1-2］。光場顯示技術在工農業生產、日常生活、軍事國防、游戲娛樂等各個領域都有廣泛的應用，是一種平臺性技術，所以備受關注。如何高效地采集光場信息數據是光場顯示技術中的重要環節，也是3D 顯示的信息源頭。光場信息采集方法主要包括光學生成技術和數字渲染技術兩類。光學生成技術包括相機陣列采集和光場相機采集技術等［3-4］。這類方法可以采集真實場景的光場信息，但是采集系統復雜，需要精密校準。數字渲染技術利用計算機生成光場信息，靈活方便且可以結合計算機圖形學技術實現特殊的藝術效果，是領域內的研究熱點［5-6］。

數字渲染技術根據所處理的數據對象的不同可以分為基于圖像的渲染（Image Based Rendering，IBR）和基于模型的渲染（Model Based Rendering，MBR）。IBR 主要處理的數據對象是2D 的圖像數據，而MBR主要處理的數據對象是3D 的模型數據。IBR 方法通過變形插值生成新視點圖像，提升了渲染速度。但是由于數據源中的空間信息不完備，會造成渲染質量的下降。MBR 方法利用虛擬相機渲染生成新視點圖像，可以獲得高質量的光場圖像，但是渲染效率有待提升。

MBR 算法主要包括單視點渲染法（Single Viewpoint Rendering，SVR）、多視點渲染算法（Multiple Viewpoint Rendering，MVR）、光線追蹤渲染算法（Ray Tracing Rendering，RTR）和并行多視點多邊形光柵化渲染算法（Parallel Multi-view Polygon Rasterization，PMPR）等［7］。……