Digital reproduction of the scene is widely used in the entertainment industry and the building industry. Digital reproduction consists of three major processes: modeling scene representation, scene reconstruction, and scene rendering. In this dissertation, we try to solve the fundamental problems for each digital reproduction process. First, due to the limitation of a capture system, it is impossible to completely reconstruct the rear scene because a forward object occludes a rear object. We use a Laplacian pyramid to propagate the structure and keep details during scene completion. Secondly, we study bidirectional reflectance distribution function (BRDF) modeling for multiple scattering in rough surfaces for realistic scene rendering for the surface appearance of the scene. Our kaleidoscopic ray analysis can formulate multiple scattering in an analytic model. Finally, we explore real-time scene reconstruction in high fidelity. We propose a novel texture representation can contain high-fidelity texture in runtime. Besides, we estimate locally-varying camera motion warp fields to align local textures.
물리적 재현 기술은 엔터테인먼트 산업 및 건축 산업에서 널리 사용된다. 물리적 외형 획득은 외형 모델링, 외형 재구성, 그리고 고충실도의 장면 렌더링으로 구성된다. 이 논문에서는 고충실도 외형 재현을 위한 근본적인 문제들을 해결하려고 한다. 첫째, 촬영 시스템의 한계로 인해 후방 물체가 전방 물체에 의해 가려져 후방 외형을 완전히 재구성하는 것이 불가능하다. 본 연구에서는 라플라시안 피라미드를 사용하여 가려진 외형의 구조를 전파하고 세부 사항을 유지하는 외형 완성을 제안한다. 둘째, 외형의 사실적 표면 연출을 위한 장면 렌더링을 위해 거친 표면에서 다중 산란을 고려한 양방향 반사율 분포 함수를 모델링을 제안했다. 우리의 만화경 광선 분석을 통해 다중 산란을 분석적 모델로 공식화 할 수 있다. 마지막으로 고충실도 실시간 외형 획득을 연구하였다. 우리는 런타임에 고 충실도 텍스처를 포함할 수 있는 새로운 텍스처 표현을 제안하였다. 또한 지역적 카메라 모션 왜곡장를 계산하여 이미지를 정렬하였다.
