[發明專利]一種非線性深度轉化為線性深度的處理方法和裝置

有效

• 申請號: 201410604780.0
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104346825B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 張翼
• 申請（專利權）人: 無錫梵天信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鄧猛烈,胡彬

技術領域

本發明涉及計算機圖形學領域，尤其涉及一種非線性深度轉化為線性深度的處理方法和裝置。

背景技術

隨著計算機圖形學的發展，使得三維物體表現在三維的世界表示復雜而又真實的信息，現在越來越多的三維模型在模仿著現實中真實的物體，目前對于圖像處理的方法研究有很多，通過調用硬件圖形的接口也可以實現內部的機制，這樣的實現方法不能夠滿足實際的需求，需要對接口應用程序進行變換得到比較真實的效果目前一般采用都是系統自身的線性計算方法，這樣的處理方法的處理結果有畫面效果單一，圖形粗糙等問題。

發明內容

本發明提出了一種非線性深度轉化為線性深度的處理方法和裝置，其通過將模型的坐標依次變換到相機空間和投影空間，在投影空間中剔除不被渲染的像素，在投影空間獲取剩余像素的非線性深度，再轉為相機空間下的線性深度，將場景中需要線性化的物體進行轉化，其用途為：模擬特效或者離屏粒子的繪制，在場景中呈現更逼真的畫面效果，而且凡涉及到深度線性化操作的時都離不開線性深度計算。

為實現上述設計，本發明采用以下技術方案：

一方面采用一種非線性深度轉化為線性深度的處理方法，包括：

將模型放入世界坐標系然后經過模型變換到相機坐標系中；

將相機坐標系的坐標轉化為投影空間中的坐標并予以光柵化，在光柵化時根據投影空間剔除不被渲染的像素；

在光柵化時對模型的可見像素的圖像驅動層進行非線性化；

將非線性化的深度轉化為基于相機空間下的線性深度值。

其中，所述將模型放入世界坐標系然后經過模型變換到相機坐標系中，具體為：

將模型的坐標從建模坐標系放入世界坐標系然后經過模型變換到相機坐標系。

其中，所述模型的坐標從建模坐標系轉為世界坐標系，具體為：

[Lx,Ly,Lz,1]*scale*rotate*translate＝[Wx,Wy,Wz,1]；

其中，[Lx,Ly,Lz,1]為模型在建模坐標系中的坐標；scale為模型的縮放變換，rotate為模型的旋轉變換，translate為模型的平移變換，[Wx,Wy,Wz,1]為模型在世界坐標系中的坐標；

所述模型的坐標從世界空間坐標系轉為相機坐標系，具體為：

其中，xaxis.x,xaxis.y,xaxis.z為相機坐標系的x軸；yaxis.x,yaxis.y,yaxis.z為相機坐標系的y軸；zaxis,zaxis.y,zaxis.z為相機坐標系的z軸，eye為相機在世界空間坐標系的位置；[Vx,Vy,Vz,1]為相機坐標系的坐標。

其中，所述將相機坐標系的坐標轉化為投影空間中的坐標并予以光柵化，在光柵化時根據投影空間剔除不被渲染的像素，具體為：

X(Vx,Vy,Vz)＝Vx*xAspect/Vz；

Y(Vx,Vy,Vz)＝Vx*yAspect/Vz；

Z(Vx,Vy,Vz)＝(Vz-Z_N)*Z_F/(Z_F-Z_N)；

其中，-1<＝Vx*xAspect/Vz<＝1；-1<＝Vy*yAspect/Vz<＝1；

其中，X(Vx,Vy,Vz)、Y(Vx,Vy,Vz)、Z(Vx,Vy,Vz)分別為投影空間中的坐標值；xAspect、yAspect分別為相機水平視角一半的余切值、相機豎直視角一半的余切值；Z_N、Z_F分別為相機到近裁剪面、遠裁剪面的距離；Vx、Vy、Vz為相機坐標系中的坐標值。

其中，所述在投影空間獲取模型的剩余像素的圖像驅動層的非線性深度，具體為：

其中，Z為相機深度Vz，F(z)為投影空間中像素的深度值；所述將非線性深度轉化為基于相機空間下的線性深度值，具體為：

其中，Q(Z)為關于相機深度Vz的線性關系，Z_N為相機到近裁剪面的距離；Z_F為相機到遠裁剪面的距離。

另一方面采用一種非線性深度轉化為線性深度的處理裝置，包括：

坐標轉換單元，用于將模型放入世界坐標系然后經過模型變換到相機坐標系中；

像素剔除單元，用于將相機坐標系的坐標轉化為投影空間中的坐標并予以光柵化，在光柵化時根據投影空間剔除不被渲染的像素；