Plenoptic light transport
- Autores: Adrián Jarabo Torrijos
- Directores de la Tesis: Diego Gutiérrez Pérez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2015
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Jaroslav Krivanek (presid.), Adolfo Muñoz Orbañanos (secret.), Jorge Felix López Moreno (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Esta Tesis se centra en la naturaleza multidimensional del transporte de luz, como describe la función plenóptica. Ésta modela la luz en un espacio heptadimensional, en función de la posición, dirección, longitud de onda (color) y tiempo. La imagen tradicional, incluyendo fotografía o imagen sintética, proyecta este espacio multidimensional en el plano bidimensional del sensor de la cámara, integrando las dimensiones angular y temporal. Esto resulta en una pérdida significativa de información, reduciendo las capacidades de extracción de información visual, y de manipulación de la misma.
Con la aparición del campo de Imagen Computacional (Computational Imaging) la información contenida en las dimensiones integradas en el sensor, antes perdida, es ahora recuperable. Esta información adicional abre un gran número de aplicaciones en p.ej. visión por computador o imagen médica. Sin embargo, este incremento en la dimensionalidad obliga a cambiar la forma en que los datos son procesados y manipulados, así como en su visualización o síntesis. Esta Tesis presenta contribuciones en estas áreas, centrándose en desarrollar nuevas técnicas de manipulación, visualización y síntesis del transporte de luz incorporando las dimensiones angular y temporal de la función plenóptica. El objetivo es llenar el hueco existente entre la imagen tradicional bidimensional, en la que se ha centrado la mayoría de trabajo previo, y la nueva imagen plenóptica, de naturaleza multidimensional.
La Tesis está dividida en dos partes: En la primera, nos centramos en el dominio angular, y en particular en las diferentes representaciones direccionales de apariencia. Primero presentamos un estudio sobre la interacción de usuario a la hora de editar light fields, con foco en preferencias y workflows, y proponemos una interfaz de edición de light fields basada en nuestros resultados.
En el segundo trabajo dentro del dominio angular analizamos los efectos del filtrado en la percepción de la apariencia de materiales complejos modelados con bidirectional texture functions (BTFs). Basados en las conclusiones de nuestro análisis proponemos una serie de aplicaciones en compresión, filtrado y visualización eficiente de dichos materiales.
La segunda parte de la Tesis se dedica al dominio temporal, y en particular al transporte de luz en estado transitorio, con contribuciones en el procesado, generación y visualización de datos visuales resueltos en el tiempo. Primero nos centramos en el procesado y visualización de imagen ultrarápida, obtenida mediante un sistema capaz de capturar a una resolución efectiva de picosegundos. Después, presentamos un entorno de simulación transitoria de la iluminación, proponiendo diferentes estrategias de reconstrucción y muestreo adaptadas a las particularidades del transporte de luz resuelto en el tiempo. Finalmente, se describe un sistema de visualización interactiva de este tipo de datos, modelando los efectos relativistas resultantes del movimiento ultrarápido de la cámara virtual.
Como resultado de esta Tesis se han publicado 6 artículos en revista (incluyendo 3 en ACM Transactions on Graphics), 5 artículos y 1 tutorial en conferencias con revisión por pares, y se han realizado 2 estancias de investigación (8 meses en total).
