17、双向纹理函数：原理、分析与压缩方法

双向纹理函数：原理、分析与压缩方法

1. 双向纹理函数（BTF）表示

双向纹理函数（BTF）是一种先进的视觉纹理表示方式，在高端和物理正确的表面材料外观建模中具有重要地位。在处理 BTF 数据之前，选择合适的表示方式对性能和效率有重要影响。BTF 数据主要有两种表示方式：
- 校正后的原始测量值 ：这种表示方式可用于基于整个平面纹理分析和合成的方法，能应对纹理外观随光照和观察条件的变化。基于采样的方法和概率模型属于此类。
- 逐像素的表观双向反射分布函数（ABRDF） ：描述单个像素与光照/观察方向的依赖关系。在这种表示中，单个图像描述了测量表面纹理上与光/视图相关的反射率变化。与前一种表示相比，它能产生方差较低的镜面反射，更便于进行可靠的像素级图像比较。这种表示方式可使用多种基于 BRDF 的模型。

这两种表示方式包含相同的信息，因此任何压缩或建模方法都可以使用其中之一。

2. BTF 方法分类

BTF 处理方法主要可分为压缩和建模方法，分类依据是其是否具有空间扩展特性：
- 压缩方法 ：本身不能扩展 BTF 测量值，只是对原始数据进行不同程度的计算和视觉效率优化的参数化。
- 建模方法 ：允许无约束地将 BTF 进行无缝空间扩展到所需大小，同时通常会自动且显著地压缩 BTF 测量值。没有额外的建模步骤，压缩方法无法实现纹理合成（无缝纹理扩展）。

3. BTF 维度分析

不同材料样本具有不同的视觉属性，如颜色、空间结构或粗