An augmented reality pipeline to create scenes with coherent illumination using textured cuboids

Shadows and illumination play an important role when generating a realistic scene in computer graphics. Most of the Augmented Reality (AR) systems track markers placed in a real scene and retrieve their position and orientation to serve as a frame of reference for added computer generated content...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Gadelha, Matheus Abrantes
Outros Autores: Santos, Selan Rodrigues dos
Formato: Dissertação
Idioma:por
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19823
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topic Realidade aumentada realista
Rastreamento de features naturais
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Calibração fotométrica
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
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Gadelha, Matheus Abrantes
An augmented reality pipeline to create scenes with coherent illumination using textured cuboids
description Shadows and illumination play an important role when generating a realistic scene in computer graphics. Most of the Augmented Reality (AR) systems track markers placed in a real scene and retrieve their position and orientation to serve as a frame of reference for added computer generated content, thereby producing an augmented scene. Realistic depiction of augmented content with coherent visual cues is a desired goal in many AR applications. However, rendering an augmented scene with realistic illumination is a complex task. Many existent approaches rely on a non automated pre-processing phase to retrieve illumination parameters from the scene. Other techniques rely on specific markers that contain light probes to perform environment lighting estimation. This study aims at designing a method to create AR applications with coherent illumination and shadows, using a textured cuboid marker, that does not require a training phase to provide lighting information. Such marker may be easily found in common environments: most of product packaging satisfies such characteristics. Thus, we propose a way to estimate a directional light configuration using multiple texture tracking to render AR scenes in a realistic fashion. We also propose a novel feature descriptor that is used to perform multiple texture tracking. Our descriptor is an extension of the binary descriptor, named discrete descriptor, and outperforms current state-of-the-art methods in speed, while maintaining their accuracy.
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spelling ri-123456789-198232017-11-03T14:28:52Z An augmented reality pipeline to create scenes with coherent illumination using textured cuboids Um pipeline de realidade para criar cenas com iluminação coerente utilizando cubóides texturizados como marcadores Gadelha, Matheus Abrantes Santos, Selan Rodrigues dos http://lattes.cnpq.br/8305362441106634 http://lattes.cnpq.br/4022950700003347 Carvalho, Bruno Motta de http://lattes.cnpq.br/0330924133337698 Teichrieb, Verônica http://lattes.cnpq.br/3355338790654065 Realidade aumentada realista Rastreamento de features naturais Iluminação inversa Calibração fotométrica CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO Shadows and illumination play an important role when generating a realistic scene in computer graphics. Most of the Augmented Reality (AR) systems track markers placed in a real scene and retrieve their position and orientation to serve as a frame of reference for added computer generated content, thereby producing an augmented scene. Realistic depiction of augmented content with coherent visual cues is a desired goal in many AR applications. However, rendering an augmented scene with realistic illumination is a complex task. Many existent approaches rely on a non automated pre-processing phase to retrieve illumination parameters from the scene. Other techniques rely on specific markers that contain light probes to perform environment lighting estimation. This study aims at designing a method to create AR applications with coherent illumination and shadows, using a textured cuboid marker, that does not require a training phase to provide lighting information. Such marker may be easily found in common environments: most of product packaging satisfies such characteristics. Thus, we propose a way to estimate a directional light configuration using multiple texture tracking to render AR scenes in a realistic fashion. We also propose a novel feature descriptor that is used to perform multiple texture tracking. Our descriptor is an extension of the binary descriptor, named discrete descriptor, and outperforms current state-of-the-art methods in speed, while maintaining their accuracy. Sombras e iluminação possuem um papel importante na síntese de cenas realistas em Computação Gráfica. A maioria dos sistemas de Realidade Aumentada rastreia marcadores posicionados numa real, obtendo sua posição e orientação para servir como referência para o conteúdo sintético, produzindo a cena aumentada. A exibição realista de conteúdo aumentado com pistas visuais coerentes é um objetivo desejável em muitas aplicações de Realidade Aumentada. Contudo, renderizar uma cena aumentada com iluminação realista é um tarefa complexa. Muitas abordagens existentes dependem de uma fase de pré-processamento não automatizada para obter os parâmetros de iluminação da cena. Outras técnicas dependem de marcadores específicos que contém probes de luz para realizar a estimação da iluminação do ambiente. Esse estudo se foca na criação de um método para criar aplicações de Realidade Aumentada com iluminação coerente e sombras, usando um cubóide texturizado como marcador, não requerendo fase de treinamento para prover informação acerca da iluminação do ambiente. Um marcador desse tipo pode ser facilmente encontrado em ambientes comuns: a maioria das embalagens de produtos satisfaz essas características. Portanto, ese estudo propõe uma maneira de estimar a configuração de uma luz direcional utilizando o rastreamento de múltiplas texturas para renderizar cenas de Realidade Aumentada de maneira realista. Também é proposto um novo descritor de features visuais que é usado para realizar o rastreamento de múltiplas texturas. Esse descritor extende o descritor binário e é denominado descritor discreto. Ele supera o atual estado-da-arte em velocidade, enquanto mantém níveis similares de precisão. 2016-02-23T23:24:05Z 2016-02-23T23:24:05Z 2014-08-21 masterThesis GADELHA, Matheus Abrantes. An augmented reality pipeline to create scenes with coherent illumination using textured cuboids. 2014. 50f. Dissertação (Mestrado em Sistemas e Computação) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2014. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19823 por Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM SISTEMAS E COMPUTAÇÃO