19、双向纹理函数（BTF）建模方法详解

双向纹理函数（BTF）建模方法详解

在计算机图形学领域，双向纹理函数（BTF）用于描述物体表面在不同光照和观测条件下的外观。本文将详细介绍几种BTF的建模方法，包括参数平面的扩展与压缩，以及统计模型的应用。

1. 参数平面扩展

当需要用BTF覆盖一个物体时，由于反射模型只能用于建模之前测量过的BTF像素，因此对模型参数平面进行适当的扩展是必不可少的。
- 规则纹理 ：对于规则类型的纹理，简单的无缝参数瓷砖重复可以提供令人满意的解决方案。
- 不规则纹理 ：像皮肤或木材等不规则纹理，则需要更精细的扩展方法，例如基于随机场的合成方法或先进的采样方法。

在PLM模型中，采用了基于图像拼接的图像平铺方法。其拼接的原理基于最小误差边界切割，通过构建最小次优误差路径穿过误差图，该误差图表示重叠区域中每个像素的源图像和目标图像之间的视觉差异。此算法复杂度为O(kn)，是一种逐步改进实际解决方案的方法，可以在任何时刻停止以产生可用结果。如果算法无法在误差图中找到良好路径，可通过自适应边界混合来减少可见的伪影。

为了降低这种广泛数据处理过程的计算复杂度，采用了两阶段过程：
1. 第一阶段 ：仅确定用于后续实际瓷砖创建的拼接和其他参数。选取几个全尺寸（如800×800像素）的样本参数图像，代表不同的方位角和仰角视图位置，在这些参数图像子集中找到最佳拼接路径。
2. 第二阶段 ：使用预先计算的拼接参数处理完整的参数BTF数据。当所有瓷砖可用后，基于参数瓷砖计算所提出的LM的最终参数，这节省了L