图像形成

第二章 图像形成总览

在给定光照条件，场景几何，表面特性和摄像机光学的情况下产生一幅图像的具体过程。

(a)透视映射 (b)光在表面的散射(c)镜头光学(d)Bayer彩色滤波阵列

1.几何基元与变换，包括2D变换，3D变换，3D到2D的映射，镜头畸变

几何基元:点，线，面，（曲线5.1及11.2，表面12.3，体12.5）

2D变换：平移，欧式，相似，仿射，投影

3D变换：同2D  ->引出难点，3D旋转

3D到2D的映射:3D投影方法，联系到摄像机的内参和外参矩阵，与摄像机标定联系起来

镜头畸变：提出这个的原因是上述模型都是基于线性模型，现实中尤其是广角镜头存在畸变

综上所述，主要是讲解摄像机的成像模型，了解摄像机成像过程

2.光度测定学的图像形成，照明，反射和阴影，光学

光度测定学：图像并非由2D特征构成的，而是由离散色彩和亮度值形成，这些值如何得到，它们与环境之间如何交互，关系如何就是光度测定学研究的内容。

照明：点光源和面光源

反射和阴影：反射模型 ->双向反射分布函数(BRDF)包括漫反射，镜面反射，补色渲染模型，全局光照（研究光源被遮挡和光线多次反射产生的效应）

光学：研究焦距，曝光，虚影和像差等问题产生的复杂模型

图像形成

3.数字摄像机，采样与混叠，色彩，压缩

数字摄像机：光子转化为数字图像RGB值的过程

采样与混叠：光子在传感器活性感光元件上积累，如果信号不是有限带宽的或者芯片填充因子太小，就会产生混叠

色彩：入射光如何整合为RGB离散颜色值，提出了彩色模型，色彩滤波器和色彩平衡处理

压缩：摄像机流水线最后阶段会采用图像压缩算法减小图像存储空间