一种基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法.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CN106384378A(43)申请公布日2017.02.08(21)申请号201610784117.2(22)申请日2016.08.31(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人盛斌(74)专利代理机构上海科盛知识产权代理有限公司31225代理人叶敏华(51)Int.Cl.G06T15/20(2011.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法(57)摘要本发明涉及一种基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法，用于对图像进行景深渲染，所述方法包括下列步骤：根据图像的像素深度计算图像在像素空间内的弥撒圈半径；将图像在像素空间内的弥撒圈半径映射为连续的mipmap等级；采用各向异性高斯过滤计算离散等级下的mipmap图像；根据连续的mipmap等级和离散等级下的mipmap图像，采用插值法生成连续等级的mipmap图像；混合利用GPU与CPU将连续等级的mipmap图像贴回原始图像，完成景深渲染。与现有技术相比，本发明具有避免深度图降维、避免整张图渲染、图像生成效率高以及避免失真等优点。CN106384378ACN106384378A权利要求书1/2页1.一种基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法，用于对图像进行景深渲染，其特征在于，所述方法包括下列步骤：1)根据图像的像素深度计算图像在像素空间内的弥撒圈半径；2)将步骤1)中得到的图像在像素空间内的弥撒圈半径映射为连续的mipmap等级；3)采用各向异性高斯过滤计算离散等级下的mipmap图像；4)根据步骤2)得到的连续的mipmap等级和步骤3)得到的离散等级下的mipmap图像，采用插值法生成连续等级的mipmap图像；5)混合利用GPU与CPU将步骤4)中得到的连续等级的mipmap图像贴回原始图像，完成景深渲染。2.根据权利要求1所述的基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法，其特征在于，所述图像在像素空间内的弥撒圈半径具体为：其中，C为图像在像素空间内的弥撒圈半径，α为可调节参量，d为原始深度，df为可调节的聚焦深度。3.根据权利要求1所述的基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法，其特征在于，所述连续的mipmap等级具体为：其中，m为连续的mipmap等级，kσ为缩放常数，σ为标准差。4.根据权利要求1所述的基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法，其特征在于，所述离散等级下的mipmap图像具体为：其中，Ip(l)为离散等级为l的mipmap图像，H为权重，wG为所有权重之和H的倒数，Ω为包括中心点p及周围八个相邻像素的点集，q为点集内的任意点。5.根据权利要求4所述的基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法，其特征在于，所述权重H(p,q,l)具体为：其中，σ为标准差，G为经典高斯权重，Zp(l)为深度，Zf为聚焦深度。6.根据权利要求1所述的基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法，其特征在于，所述连续等级的mipmap图像具体为：β＝1-m其中，Ip(m)为连续等级的mipmap图像，m为连续的mipmap等级，G为经典高斯权重，wG为所有权重之和G的倒数，Ω为包括中心点p及周围八个相邻像素的点集，q为点集内的任意2CN106384378A权利要求书2/2页点。3CN106384378A说明书1/5页一种基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法技术领域[0001]本发明涉及实时景深渲染领域，尤其是涉及一种基于GPU的广义mipmap插值实时景深渲染方法。背景技术[0002]景深渲染是一种模拟真实相机镜头光学特性的计算机图像合成技术，主要目的是为了增强图像的真实感、增加图像的深度暗示、吸引观众关注清晰成像的物体而忽略图像中的其他模糊部分，从而使观众对图像信息有更好的理解。[0003]根据Sungkil等人在《IEEETransactionsonVisualizationandComputerGraphics》(IEEE可视化与计算机图形学学报)到发表的“Real-TimeDepth-of-FieldRenderingUsingAnisotropicallyFilteredMipmapInterpolation”(基于各向异性过滤式mipmap插值的实时景深渲染)论文中的论述，景深渲染可分为三种：[0004](1)精确模拟透镜折射光的多通道方法，[0005](2)根据薄透镜模型计算弥散圈直径的单层后置过滤[0006](3)计算弥散圈直径的多层后置过滤。[0007]其中，方法(1)往往需要大量的景观样本，方法(2)具有强度