研究目的
开发并评估一种将光属性(强度、方向、漫射度)可视化为三维场景中张量场的技术,以辅助照明设计与感知,而无需完整渲染。
研究成果
所提出的可视化方案(箭头、椭球体、管道)能有效呈现光线特性,在涉及光线对比和外观推断的任务中,其表现与渲染效果相当甚至更优。这些工具为灯光师提供了快速直观的场景光线理解与操控手段,有望提升工作流程效率。未来研究可着眼于高阶光线属性及实时实现方案。
研究不足
该可视化方法将光线信息简化为三个属性,消除了更精细的角度特征(例如多光源的影响)。它无法完全预测镜面反射效果。原型系统不具备实时性,且需要手动调整网格密度和管道参数。性能表现可能随场景复杂度而变化。
1:实验设计与方法选择:
本研究基于辐亮度测量数据,通过箭头、椭球体和管道等可视化形式展示光属性。通过用户研究比较这些可视化方式与传统渲染在光属性对比及物体外观推断任务中的有效性。
2:样本选择与数据来源:
使用三个虚拟房间模型,每种模型采用两种照明方式,共形成六个场景。在Autodesk 3ds Max的照明分析助手工具中通过传感器网格进行测量。
3:实验设备与材料清单:
软件:配备mental ray渲染器的Autodesk 3ds Max及照明分析助手工具;硬件:用于渲染和可视化的计算机系统。
4:实验流程与操作步骤:
在场景体积内布置网格化传感器,导出照度测量数据并通过Cuttle公式计算光属性(强度、方向、漫射度),生成可视化图形(箭头、椭球体、管道)并导入3ds Max在视口中显示。
5:数据分析方法:
14名参与者完成光属性对比和物体外观推断任务,通过正确率评估表现,采用z检验和置信区间等统计方法比较不同可视化类型与传统渲染的结果差异。
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