一种基于图像分层渲染的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于图像分层渲染的方法，通过对图像根据深度图进行分层，从而对每个子图分别进行处理，并混合各子图层从而得到最终的输出图像。与现有技术相比，本发明专利技术可以达到实时渲染的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像景深渲染
，尤其是涉及一种基于图像分层渲染的方法。
技术介绍
Potmesil等人1981年首次提出景深效果绘制算法以来，国内外学者已经提出众多的景深效果绘制算法。这些绘制算法大致可以分为5类：基于分布式光线追踪的绘制方法、基于图像累积的绘制方法、基于深度分层的绘制方法、基于前向映射的绘制方法和基于逆向映射的绘制方法。分布式光线追踪方法、图像累积方法和深度分层方法都可以看成是组合技术，难以与现有的图形引擎集成。前向映射方法和逆向映射方法都是基于Z缓存(深度缓存)的方法，能够充分利用图形硬件的加速能力。深度分层方法是一类特殊的方法，其本质上是一种组合技术，但常在对深度进行分层时利用Z缓存中的信息。景深效果绘制方法在图像质量方面主要围绕强度渗漏、部分遮挡和离散化3个问题展开，力争全部或部分解决这些问题以获得高质量的景深效果。强度渗漏问题指模糊的前景或背景融合到聚焦物体中，或聚焦物体融合到模糊的前景或背景中，导致不一致的深度暗示，干扰观测者对图像的正确理解；部分遮挡指物体通过镜头孔径面上不同点成像时具有不同的可见性；离散化则是深度分层方法中的特有问题，对跨越多层的物体进行模糊时，由于子层之间深度的不连续性而出现的块状或带状效果。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于图像分层渲染的方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于图像分层渲染的方法，通过对图像根据深度图进行分层，从而对每个子图分别进行处理，并混合各子图层从而得到最终的输出图像。该方法具体包括以下步骤：第一步、选取前景像素点：第二步、子图层消光：在一个子图层要被模糊前，计算所有该子图层的像素点的透明值；第三步、子图层模糊：第四步、混合子图层：将所有模糊化后的子图层合并在一张图层上。所述的第一步具体为：首先为每个子图计算一个统一的模糊半径，然后计算出该子图的深度坐标，最后根据坐标来选取出前景像素点并设置为透明黑；其它该图层的像素点被设置为原输入图像的非透明色。所述的第三步具体为：通过渐增方法模糊子图层的RGBA部分。所述的模糊半径为之前计算好的每个子图层的模糊半径。与现有技术相比，本专利技术对于原图像，根据图像的深度图进行分层处理得到不同深度的子图层，在不同深度下的子图层中，针对不同位置的图像进行不同程度的模糊处理，最后混合所有子图层从而合成最终的输出图像，可以达到实时渲染的效果。附图说明图1为本专利技术的流程图。图2为深度坐标的关系图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本实施例包括以下步骤：第一步、选取前景像素点:首先为每个子图计算一个统一的模糊半径rpix(i)=rpix(z→∞)|z(i)-zfocal|z(i)withrpix(z→∞)=defhpixhcz→∞2]]>然后计算出该子图的深度坐标z(i)：z(i)=defzfocal1+rpix(i)/rpix(z→∞)fori<0,]]>z(0)=defzfocal,]]>z(i)=defzfocal1-rpix(i)/rpix(z→∞)fori>0.]]>最后根据坐标来选取出前景像素点并设置为透明黑。其它该图层的像素点被设置为原输入图像的非透明色。第二步、子图层消光：在一个子图层要被模糊前，计算所有该子图层的像素点的透明值。对于子图层I(i)，消光函数ω(i)关于深度坐标的关系如图2所示：第三步、子图层模糊：通过渐增方法模糊子图层的RGB部分(按照之前计算好的每个子图层的模糊半径)。对于子图层I(i)，它的模糊半径定义如下：rpix(i)=def2.0×0.85×2|i|-1fori≠0andrpix(0)=def0.]]>第四步、混合子图层：将所有模糊化后的子图层合并在一张图层上。分别计算每一个像素点的RGB值，运用的公式如下：IRGBdof=defΣi=iminimaxIRGB(i)Πj=imini-1(1-IA(j)).]]>实施效果依据上述步骤，我们开发出了这款景深渲染软件。在软件运行时，需要按下键盘的数字键5来打开实时渲染功能，cmd命令行会显示相应参数如fps和所使用的显卡等，而使用者可以按下键盘的1、2、3、4键或者使用鼠标左键拖动来移动场景内的物体。在渲染时，这款软件的fps在50左右，从而达到实时渲染的效果。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像分层渲染的方法，其特征在于，通过对图像根据深度图进行分层，从而对每个子图分别进行处理，并混合各子图层从而得到最终的输出图像。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像分层渲染的方法，其特征在于，通过对图像根据深度图进行分层，从而对每个子图分别进行处理，并混合各子图层从而得到最终的输出图像。2.根据权利要求1所述的一种基于图像分层渲染的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：第一步、选取前景像素点：第二步、子图层消光：在一个子图层要被模糊前，计算所有该子图层的像素点的透明值；第三步、子图层模糊：第四步、混合子图层：将所有模糊化后的子图层合并在一张图层上。3.根据权利要求2所述的一种基于图...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛斌，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31