基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109785418A(43)申请公布日2019.05.21(21)申请号201811571742.4(22)申请日2018.12.21(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市大学城外环西路100号(72)发明人战荫伟郑子鹏杨卓(74)专利代理机构广东广信君达律师事务所44329代理人杨晓松(51)Int.Cl.G06T15/00(2011.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法(57)摘要本发明公开了一种基于视觉感知模型的注视点渲染优化，算法建立了一个感知模型来计算不同屏幕区域的视觉灵敏度，视觉灵敏度提供了去除不可察觉的三角形面片的提示，并细化了模型的可感知区域，因此在满足视觉感知的情况下，获得了更好的渲染性能，使曲面细分的结果很好地满足视觉感知大小。实验结果表明，该方法综合考虑了视觉感知大小和视网膜上的速度对渲染的影响，显着提高了实时渲染框架的渲染性能。CN109785418ACN109785418A权利要求书1/2页1.一种基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，针对于图像模型，利用视觉感知模型计算图像模型中每个顶点的视觉灵敏度，其中所述的视觉感知模型为：其中，v表示给定注视点移动速度，r表示注视点到周边区域的距离，ρ是显示器的像素密度，du是VR头戴式显示设备中人眼与显示器的距离；所述的视觉灵敏度为：H(v,r)＝G(v)M(r)步骤2，将每个顶点的视觉灵敏度与设定的阈值进行比较，如某个顶点的视觉灵敏度大于设定的阈值，则认为该顶点位于不可感知区域，并将该位于不可感知区域中的顶点剔除掉；步骤3，将剩余顶点所在的可感知区域进行中央凹区域、混合区域、周边区域这三个区域的划分；步骤4，针对划分的三个区域分别进行计算，决定每个区域的三角形的细分尺寸，使细分后的尺寸能够匹配人眼感知细节的大小。2.如权利要求1所述的基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法，其特征在于，所述的设定的阈值为60c/deg。3.如权利要求1所述的基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法，其特征在于，所述的进行中央凹区域、混合区域、周边区域这三个区域的划分，包括：根据三个视觉灵敏度范围进行区域的划分：对于中央凹区域，对应0～8c/deg；对于混合区域，对应8～50c/deg；对于周边区域，对应50～60c/deg；通过将剩余顶点的视觉灵敏度与这些范围作比较，确定每个区域的位置以及大小。4.如权利要求1所述的基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法，其特征在于，所述的决定每个区域的三角形的细分尺寸，包括以下步骤：通过被称对比光栅划分的区域中顶点的视觉灵敏度转换为对条纹宽度的度量，得到的条纹宽度就是人眼可以感知的最小尺寸lmp；针对所述三个区域中的每一个区域，分别确定该区域中三角形面片每条边长的细分因子f；细分因子f表示需要将边长平均划分成多少段，f＝1表示不对边长进行划分，f＝x表示将边长均分成x段；其中，其中ls是屏幕空间中的边长；2CN109785418A权利要求书2/2页将边缘细分因子f传递给GPU的细分器，细分器边缘细分因子f对原有的图像模型进行细分，得到匹配感知尺寸的细分结果。3CN109785418A说明书1/5页基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法技术领域[0001]本发明涉及计算机图形学技术领域，具体涉及一种基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法。背景技术[0002]随着VR头戴式显示设备的快速发展，VR场景需要以更高的分辨率和更高的帧速率呈现，这需要消耗更多的渲染资源。注视点渲染是平衡渲染资源需求和用户满意度的重要技术，它利用了这样一个事实：人类视觉系统的空间分辨率随着与当前注视点距离的扩大而下降。因此，我们可以通过在中央凹区域显示高质量图像，在周边区域显示低质量图像来降低计算成本而不会产生任何视觉质量的损失，如图2所示。[0003]基于模型的注视点渲染旨在通过直接操作模型几何来降低空间分辨率，这可以有效地减少渲染耗费的时间。Guenter等人[1]提出可以通过摄像机和物体中心之间的距离大小来调整不同区域的细分水平。Swafford等人[3]建议静态设置不同区域的细分水平来更好匹配屏幕空间的视觉感知特征。[0004]但上述方法没有考虑到人眼能够感知的最小尺寸，这会导致渲染资源的浪费和可感知的视觉质量损失。本方案中相关引用文献：[0005][1]BrianGuenter,MarkFinch,StevenDrucker,DesneyTan,andJohnSnyder.2012.Foveated3DGraphics.ACMTrans.Graph.31,6,Article164(Nov.20