基于神经渲染的AR实时场景重建与光照匹配系统及方法技术方案

技术编号:46630223 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-14 21:29
本发明专利技术涉及增强现实技术领域,特别是涉及基于神经渲染的AR实时场景重建与光照匹配系统及方法,包括实时场景理解模块、实时神经辐射场模块和实时反射推断与增强模块,实时神经辐射场模块基于微分几何学框架进行神经渲染,包括前向网络、特征变换层和后向网络,前向网络将高维渲染空间映射到特征流形,特征变换层执行从特征流形到渲染流形的映射,后向网络基于黎曼度量驱动的自适应光线追踪机制进行渲染计算;实时反射推断与增强模块基于微分流形上的光照动态适应系统进行材质预测和光照信息计算,本发明专利技术通过创新的微分几何学框架实现了神经辐射场技术在AR场景中的实时应用,在保持高质量渲染效果的同时达到30‑60fps的实时渲染帧率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及增强现实,特别是涉及基于神经渲染的ar实时场景重建与光照匹配系统及方法,应用于ar场景中虚拟对象与真实环境的光照匹配和无缝融合。


技术介绍

1、随着增强现实(ar)技术的快速发展,将虚拟元素无缝融入现实环境已成为ar应用的核心挑战。传统ar系统主要依赖于预定义的光照模型和渲染技术,难以准确模拟真实环境中的复杂光照条件,导致虚拟对象在视觉上与真实环境存在明显差异,破坏用户体验的沉浸感。

2、目前的ar场景重建技术通常采用基于几何的方法或图像处理技术,如slam(同时定位与地图构建)、点云重建等。这些方法虽能构建环境的几何模型,但在光照信息获取和真实感渲染方面存在局限性。同时,传统的光照匹配技术往往依赖简化的光照模型,如环境光遮蔽(ao)、球谐函数(sh)等,难以准确模拟复杂的光照交互。

3、近年来,神经辐射场(neural radiance fields,nerf)等神经渲染技术展现出良好的场景表示和渲染能力,但其高计算复杂度限制了在ar等实时应用场景的使用。此外,现有技术还缺乏将虚拟对象材质与真实环境光照有效匹配的解决本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于神经渲染的AR实时场景重建与光照匹配系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于神经渲染的AR实时场景重建与光照匹配系统,其特征在于,所述实时场景理解模块包括:

3.根据权利要求1所述的基于神经渲染的AR实时场景重建与光照匹配系统,其特征在于,所述前向网络为8层全连接网络结构,每层包含256个神经元,采用GELU激活函数,包括位置编码单元和方向编码单元;所述位置编码单元用于使用多频率傅里叶特征编码空间坐标;所述方向编码单元用于使用球谐函数编码视角方向。

4.根据权利要求1所述的基于神经渲染的AR实时场景重建与光照匹配系统,其特征在于,...

【技术特征摘要】

1.基于神经渲染的ar实时场景重建与光照匹配系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于神经渲染的ar实时场景重建与光照匹配系统,其特征在于,所述实时场景理解模块包括:

3.根据权利要求1所述的基于神经渲染的ar实时场景重建与光照匹配系统,其特征在于,所述前向网络为8层全连接网络结构,每层包含256个神经元,采用gelu激活函数,包括位置编码单元和方向编码单元;所述位置编码单元用于使用多频率傅里叶特征编码空间坐标;所述方向编码单元用于使用球谐函数编码视角方向。

4.根据权利要求1所述的基于神经渲染的ar实时场景重建与光照匹配系统,其特征在于,所述特征变换层采用4层残差连接结构,每层包含128个神经元,用于执行特征降维,所述特征流形的维度为32,所述渲染流形的维度为16。

5.根据权利要求1所述的基于神经渲染的ar实时场景重建与光照...

【专利技术属性】
技术研发人员:毛艺蓉任劼旸
申请(专利权)人:上海理工大学
类型:发明
国别省市:

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