[發明專利]一種基于OpenGL實現景深效果的方法

有效

• 申請號: 201110370718.6
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102750726B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 黃裔
• 申請（專利權）人: 新奧特（北京）視頻技術有限公司
• 主分類號: G06T15/04
• 分類號: G06T15/04;G06T15/00
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙)11265
• 代理人: 葉樹明

技術領域

本發明涉及圖像/視頻處理領域，尤其涉及一種基于OpenGL實現景深效果的方法。

背景技術

景深是指在攝影機鏡頭或其他成像器前沿著能夠取得清晰圖像的成像景深相機器軸線所測定的物體距離范圍。在聚焦完成后，在焦點前后的范圍內都能形成清晰的像，這一前一后的距離范圍，便叫做景深。在鏡頭前方(調焦點的前、后)有一段一定長度的空間，當被攝物體位于這段空間內時，其在底片上的成像恰位于焦點前后這兩個彌散圓之間。被攝體所在的這段空間的長度，就叫景深。換言之，在這段空間內的被攝體，其呈現在底片面的影象模糊度，都在容許彌散圓的限定范圍內，這段空間的長度就是景深。在圖像/視頻處理軟件中，經常要用到三維合成器來實現許多三維合成效果，在真實的三維世界中，景深是很重要的效果，因此景深的實現在三維合成器中是不可或缺的。

像素深度是指存儲每個像素所用的位數，它也是用來度量圖像的分辨率。像素深度決定彩色圖像的每個像素可能有的顏色數，或者確定灰度圖像的每個像素可能有的灰度級數。例如，一幅彩色圖像的每個像素用R，G，B三個分量表示，若每個分量用8位，那么一個像素共用24位表示，就說像素的深度為24，每個像素可以是16 777 216(2的24次方)種顏色中的一種。在這個意義上，往往把像素深度說成是圖像深度。表示一個像素的位數越多，它能表達的顏色數目就越多，而它的深度就越深。雖然像素深度或圖像深度可以很深，但各種VGA的顏色深度卻受到限制。例如，標準VGA支持4位16種顏色的彩色圖像，多媒體應用中推薦至少用8位256種顏色。由于設備的限制，加上人眼分辨率的限制，一般情況下，不一定要追求特別深的像素深度。此外，像素深度越深，所占用的存儲空間越大。相反，如果像素深度太淺，那也影響圖像的質量，圖像看起來讓人覺得很粗糙和很不自然。在用二進制數表示彩色圖像的像素時，除R，G，B分量用固定位數表示外，往往還增加1位或幾位作為屬性(Attribute)位。例如，RGB 5:5:5表示一個像素時，用2個字節共16位表示，其中R，G，B各占5位，剩下一位作為屬性位。在這種情況下，像素深度為16位，而圖像深度為15位。屬性位用來指定該像素應具有的性質。例如在CD-I系統中，用RGB 5:5:5表示的像素共16位，其最高位(b15)用作屬性位，并把它稱為透明(Transparency)位，記為T。T的含義可以這樣來理解：假如顯示屏上已經有一幅圖存在，當這幅圖或者這幅圖的一部分要重疊在上面時，T位就用來控制原圖是否能看得見。例如定義T＝1，原圖完全看不見；T＝0，原圖能完全看見。在用32位表示一個像素時，若R，G，B分別用8位表示，剩下的8位常稱為α通道(alpha channel)位，或稱為覆蓋(overlay)位、中斷位、屬性位。它的用法可用一個預乘α通道(premultiplied alpha)的例子說明。假如一個像素(A，R，G，B)的四個分量都用規一化的數值表示，(A，R，G，B)為(1，1，0，0)時顯示紅色。當像素為(0.5，1，0，0)時，預乘的結果就變成(0.5，0.5，0，0)，這表示原來該像素顯示的紅色的強度為1，而現在顯示的紅色的強度降了一半。用這種辦法定義一個像素的屬性在實際中很有用。例如在一幅彩色圖像上疊加文字說明，而又不想讓文字把圖覆蓋掉，就可以用這種辦法來定義像素，而該像素顯示的顏色又有人把它稱為混合色(key color)。在圖像產品生產中，也往往把數字電視圖像和計算機生產的圖像混合在一起，這種技術稱為視圖混合(video keying)技術，它也采用α通道。

泊松分布(Poisson distribution)，是一種統計與概率學里常見到的離散機率分布(discrete probability distribution)，由法國數學家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在1838年時發表。

Mpmap是一種電腦圖形圖像技術，用于在三維圖像的二維代替物中達到立體感效應。Mipmap技術與材質帖圖技術結合，根據距觀看者遠近距離的不同，以不同的分辨率將單一的材質帖圖以多重圖像的形式表現出來并代表平面紋理：尺寸最大的圖像放在前面顯著的位置，而相對較小的圖像則后退到背景區域。每一個不同的尺寸等級定義成一個Mipmap水平。Mipmap技術幫助避免了不想要的鋸齒邊緣(稱為鋸齒狀圖形)在圖像中出現，這種鋸齒狀圖形可能是由于在不同分辨率下使用bit map圖像產生的。

在基于OpenGL實現景深效果時，把場景的深度信息和場景分別渲染到一張紋理中，然后通過模糊處理后合成新的場景，新的場景中就帶有了景深效果。