材质界的ImageNet,大规模6维材质实拍数据库OpenSVBRDF发布
在计算图形学领域,材质外观刻画了真实物体与光线之间的复杂物理交互,通常可表达为随空间位置变化的双向反射分布函数(Spatially-Varying Bidirectional Reflectance Distribution Function,缩写为 SVBRDF)。它是视觉计算中不可或缺的组成部分,在文化遗产、电子商务、电子游戏和视觉特效等领域中有着广泛的应用。在过去的二十年里,特别是深度学习流行后,学术界与工业界对高精度、多样化数字材质外观的需求不断增加。但由于技术上的挑战,采集大型数据库仍然十分困难,目前公开可用的材质外观实拍数据库的数量非常有限。为此,浙江大学计算机辅助设计与图形系统全国重点实验室和杭州相芯科技有限公司的研究团队联合提出了一种新型集成系统,用于鲁棒、高质量和高效地采集平面各向异性材质外观。利用该系统,研究团队构建了OpenSVBRDF 公开材质数据库。
图 2:现有材质采集研究的代表工作。从左到右分别是 [Lawrence et al. 2006],[Nam et al. 2018] 以及 [Kang et al. 2018]。其中 [Kang et al. 2018] 为该团队在 2018 年发表于 ACM SIGGRAPH 的早期工作。硬件为高效扫描材质外观,研究团队搭建了一个接近半立方体的近场光照多路复用设备,其尺寸约为 70cm×70cm×40cm。样本被放置在一块透明的亚克力板上,可以通过抽屉滑轨快速滑入 / 滑出,来实现高吞吐率。该设备由 2 台机器视觉相机和 16,384 个高亮度 LED 组成,两台相机分别从大约 90 度(主视角)和 45 度(次视角)的角度拍摄样本,LED 分布在设备的 6 个面上。自主研发的高性能控制电路负责对每个 LED 进行独立亮度控制,并在硬件层面实现了光源投射和相机曝光的高精度同步。

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