一种体绘制方法、装置及智能设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种体绘制方法、装置及智能设备，属于计算机图形学领域。该方法包括：对待绘制的图像进行显著性提取处理，得到图像的显著区域；根据显著区域确定成像平面的视觉关注区域；基于视觉关注区域，沿多条光线中每条光线的光线方向确定多个采样点，基于多条光线中每条光线的光线方向上的多个采样点的纹理坐标，生成三维体数据场对应的二维图像。其中，若某个光线方向的第一个采样点在视觉关注区域内，则接下来可以采用较小的采样步长进行采样，而若某个光线方向的第一个采样起始点在视觉关注区域外，则接下来可以采用较大的采样步长进行采样，这样，既可以保证用户关注区域内的图像的真实感，同时又可以减小计算量，提高绘制效率。

【技术实现步骤摘要】
一种体绘制方法、装置及智能设备
本专利技术涉及计算机图形学
，特别涉及一种体绘制方法、装置及智能设备。
技术介绍
计算机图形学的发展极大的促进了游戏、电影、动画、计算机辅助设计与制造、虚拟现实等产业的更新迭代。在计算机图形学
中，对真实世界的仿真模拟以及抽象数据的可视化一直是研究热点。其中，抽象数据的可视化即需要通过体绘制来完成。具体的，体绘制是指根据三维体数据场中的体素，生成对应的二维图像的一种技术，其中，该二维图像中包含有三维体数据场中的所有体细节。目前，应用最为广泛的体绘制方法是光线投射方法。在该种方法中，智能设备可以建立立方体模型，并将该立方体模型内的每个点的坐标与三维体数据场中每个体素的空间坐标进行映射。其中，该立方体模型内的每个点的坐标可以称为纹理坐标。之后，智能设备可以将多条光线中每条光线在成像平面上的入射点作为相应光线的起始点，并从多条光线中每条光线的起始点起延相应光线的光线方向按照第一采样步长依次确定多个采样点。其中，该多条光线是从成像平面发射的并穿越该立方体模型的光线。由于该立方体模型内每个点的纹理坐标与三维体数据场中的每个体素的空间坐标相对应，因此，该多条光线穿越该立方体模型实际上就相当于穿越三维体数据场。之后，智能设备可以基于在每条光线的光线方向上确定的多个采样点的纹理坐标，生成三维体数据场对应的二维图像。在采用上述方法进行体绘制时，在多条光线中的每条光线的光线方向上，智能设备均是根据第一采样步长来确定得到多个采样点，在这种情况下，当该第一采样步长较小时，计算量将极其庞大，这样，不仅会导致智能设备的GPU(GraphicsProcessingUnit，图形处理器)的计算功耗过大，而且会导致绘制效率较低。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种体绘制方法、装置及智能设备，可以用于解决体绘制时GPU计算功耗较大，绘制效率低下的问题。所述技术方案如下：第一方面，提供了一种体绘制方法，所述方法包括：对待绘制的图像进行显著性提取处理，得到所述图像的显著区域，所述显著区域是指所述图像中具有显著性特征的图像区域；根据所述显著区域确定成像平面的视觉关注区域；基于所述视觉关注区域，沿多条光线中每条光线的光线方向确定多个采样点，所述多条光线是从所述成像平面发射并穿越立方体模型的光线；其中，所述多条光线中的第一类光线的光线方向上相邻两个采样点之间的采样步长小于或等于第一采样步长，所述多条光线中第二类光线的光线方向上相邻两个采样点之间的采样步长大于所述第一采样步长，所述第一类光线是指沿光线方向上的第一个采样点位于所述视觉关注区域内的光线，所述第二类光线是指沿光线方向上的第一个采样点未位于所述视觉关注区域内的光线；基于所述多条光线的光线方向上的多个采样点的纹理坐标，生成三维体数据场对应的二维图像。可选地，所述对待绘制的图像进行显著性提取处理，得到所述图像的显著区域，包括：对所述图像进行傅里叶正变换，得到所述图像的频谱；从所述图像的频谱中提取所述图像的相位谱；对所述相位谱进行傅里叶反变换，得到所述相位谱对应的恢复图像；基于所述恢复图像，确定所述图像的显著区域。可选地，所述基于所述恢复图像，确定所述图像的显著区域，包括：确定所述恢复图像中以目标方式表征的第一显著图，将所述第一显著图的所在区域确定为所述显著区域；或者，对所述恢复图像进行高斯滤波处理，确定滤波处理后的所述恢复图像中以目标方式表征的第二显著图，将所述第二显著图的所在区域确定为所述显著区域。可选地，所述根据所述显著区域确定成像平面的视觉关注区域，包括：确定所述图像与所述成像平面之间的尺寸比例；根据所述尺寸比例，将所述显著区域在所述图像中的位置映射到所述成像平面中，将映射位置对应的图像区域确定为所述视觉关注区域。可选地，所述基于所述视觉关注区域，沿多条光线中每条光线的光线方向确定多个采样点，包括：从所述多条光线中确定沿光线方向上的第一个采样点位于所述视觉关注区域内的所述第一类光线，以及沿光线方向上的第一个采样点未位于所述视觉关注区域内的所述第二类光线；按照第二采样步长，沿所述第一类光线中的每条光线的光线方向确定多个采样点，并按照第三采样步长，沿所述第二类光线中的每条光线的光线方向确定多个采样点，所述第二采样步长小于或等于所述第一采样步长，所述第三采样步长大于所述第一采样步长。可选地，所述按照第二采样步长，沿所述第一类光线中的每条光线的光线方向确定多个采样点，并按照第三采样步长，沿所述第二类光线中的每条光线的光线方向确定多个采样点，包括：确定所述多条光线从所述成像平面起到穿越所述立方体模型的最大穿越距离；对于所述多条光线中的任一条光线L，令i＝1，基于第i个采样点的纹理坐标和所述光线L对应的采样步长，沿所述光线L的光线方向确定第i+1个采样点，其中，若所述光线L为所述第一类光线，则所述光线L对应的采样步长为所述第二采样步长，若所述光线L为所述第二类光线，则所述光线L对应的采样步长为所述第三采样步长；确定所述第i+1个采样点与第1个采样点之间的距离；若所述第i+1个采样点与所述第1个采样点之间的距离不大于所述最大穿越距离，则令所述i＝i+1，并返回所述基于第i个采样点的纹理坐标和所述光线L对应的采样步长，沿所述光线L的光线方向确定第i+1个采样点的步骤；若所述第i+1个采样点与所述第1个采样点之间的距离大于所述最大穿越距离，则将在所述第i+1个采样点之前确定的i个采样点确定为沿所述光线L的光线方向上的多个采样点。可选地，所述基于所述多条光线的光线方向上的多个采样点的纹理坐标，生成三维体数据场对应的二维图像，包括：基于所述多条光线中每条光线的光线方向上的多个采样点的纹理坐标，确定对应光线与所述成像平面的交点的像素值；基于所述多条光线中每条光线与所述成像平面的交点的像素值，生成所述三维体数据场对应的二维图像。第二方面，提供了一种体绘制装置，所述装置包括：图像处理模块，用于对待绘制的图像进行显著性提取处理，得到所述图像的显著区域，所述显著区域是指所述图像中具有显著性特征的图像区域；确定模块，用于根据所述显著区域确定成像平面的视觉关注区域；采样模块，用于基于所述视觉关注区域，沿多条光线中每条光线的光线方向确定多个采样点，所述多条光线是从所述成像平面发射的并穿越立方体模型的光线；其中，所述多条光线中的第一类光线的光线方向上相邻两个采样点之间的采样步长小于或等于第一采样步长，所述多条光线中第二类光线的光线方向上相邻两个采样点之间的采样步长大于所述第一采样步长，所述第一类光线是指沿光线方向上的第一个采样点位于所述视觉关注区域内的光线，所述第二类光线是指沿光线方向上的第一个采样点未位于所述视觉关注区域内的光线；生成模块，用于基于所述多条光线的光线方向上的多个采样点的纹理坐标，生成三维体数据场对应的二维图像。可选地，所述图像处理模块包括：第一变换单元，用于对所述图像进行傅里叶正变换，得到所述图像的频谱；提取单元，用于从所述图像的频谱中提取所述图像的相位谱；第二变换单元，用于对所述相位谱进行傅里叶反变换，得到所述相位谱对应的恢复图像；第一确定单元，用于基于所述恢复图像，确定所述图像的显著区域。可选地，所述确定单元具体用于：确定所述恢复图像中以目标方式表征的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体绘制方法，其特征在于，所述方法包括：对待绘制的图像进行显著性提取处理，得到所述图像的显著区域，所述显著区域是指所述图像中具有显著性特征的图像区域；根据所述显著区域确定成像平面的视觉关注区域；基于所述视觉关注区域，沿多条光线中每条光线的光线方向确定多个采样点，所述多条光线是从所述成像平面发射并穿越立方体模型的光线；其中，所述多条光线中的第一类光线的光线方向上相邻两个采样点之间的采样步长小于或等于第一采样步长，所述多条光线中第二类光线的光线方向上相邻两个采样点之间的采样步长大于所述第一采样步长，所述第一类光线是指沿光线方向上的第一个采样点位于所述视觉关注区域内的光线，所述第二类光线是指沿光线方向上的第一个采样点未位于所述视觉关注区域内的光线；基于所述多条光线的光线方向上的多个采样点的纹理坐标，生成三维体数据场对应的二维图像。

【技术特征摘要】
1.一种体绘制方法，其特征在于，所述方法包括：对待绘制的图像进行显著性提取处理，得到所述图像的显著区域，所述显著区域是指所述图像中具有显著性特征的图像区域；根据所述显著区域确定成像平面的视觉关注区域；基于所述视觉关注区域，沿多条光线中每条光线的光线方向确定多个采样点，所述多条光线是从所述成像平面发射并穿越立方体模型的光线；其中，所述多条光线中的第一类光线的光线方向上相邻两个采样点之间的采样步长小于或等于第一采样步长，所述多条光线中第二类光线的光线方向上相邻两个采样点之间的采样步长大于所述第一采样步长，所述第一类光线是指沿光线方向上的第一个采样点位于所述视觉关注区域内的光线，所述第二类光线是指沿光线方向上的第一个采样点未位于所述视觉关注区域内的光线；基于所述多条光线的光线方向上的多个采样点的纹理坐标，生成三维体数据场对应的二维图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待绘制的图像进行显著性提取处理，得到所述图像的显著区域，包括：对所述图像进行傅里叶正变换，得到所述图像的频谱；从所述图像的频谱中提取所述图像的相位谱；对所述相位谱进行傅里叶反变换，得到所述相位谱对应的恢复图像；基于所述恢复图像，确定所述图像的显著区域。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述恢复图像，确定所述图像的显著区域，包括：确定所述恢复图像中以目标方式表征的第一显著图，将所述第一显著图的所在区域确定为所述显著区域；或者，对所述恢复图像进行高斯滤波处理，确定滤波处理后的所述恢复图像中以目标方式表征的第二显著图，将所述第二显著图的所在区域确定为所述显著区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述显著区域确定成像平面的视觉关注区域，包括：确定所述图像与所述成像平面之间的尺寸比例；根据所述尺寸比例，将所述显著区域在所述图像中的位置映射到所述成像平面中，将映射位置对应的图像区域确定为所述视觉关注区域。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述视觉关注区域，沿多条光线中每条光线的光线方向确定多个采样点，包括：从所述多条光线中确定沿光线方向上的第一个采样点位于所述视觉关注区域内的所述第一类光线，以及沿光线方向上的第一个采样点未位于所述视觉关注区域内的所述第二类光线；按照第二采样步长，沿所述第一类光线中的每条光线的光线方向确定多个采样点，并按照第三采样步长，沿所述第二类光线中的每条光线的光线方向确定多个采样点，所述第二采样步长小于或等于所述第一采样步长，所述第三采样步长大于所述第一采样步长。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照第二采样步长，沿所述第一类光线中的每条光线的光线方向确定多个采样点，并按照第三采样步长，沿所述第二类光线中的每条光线的光线方向确定多个采样点，包括：确定所述多条光线从所述成像平面起到穿越所述立方体模型的最大...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，
申请(专利权)人：青岛海信电器股份有限公司，北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：山东,37