[发明专利]在影片中模拟自然天气真实效果的图像处理方法

权利要求书

1.一种在影片中模拟自然天气真实效果的图像处理方法，该方法是应用 在一室外场景的影片，以在该影片所呈现的一序列影像上，分别模拟出与自 然天气有关的自由坠落物，该方法包括：

定义自由坠落物的种类，每一种自由坠落物对应于一预定的大小、形状、 透明度及坠落速度；

根据选定的自由坠落物的种类，读取该自由坠落物对应的大小、形状、 透明度及坠落速度，随机地生成该自由坠落物的坠落位置，以在每一帧影像 上产生该自由坠落物的垂直坠落纹理；

检测每一帧影像上的灰阶值，并将超过一预定灰阶值的区域，设定成为 该自由坠落物的淤积区域；

根据该自由坠落物的状态，在每一帧影像上模拟出该自由坠落物的淤积 状态；及

将该自由坠落物的垂直坠落纹理及淤积状态合成至该室外场景的影片 上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括利用风场的空 气动力学特性，在所模拟的室外场景中，建立一三维风场。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括根据所选定的 自由坠落物的种类，判断该三维风场是否对该自由坠落物的坠落轨迹造成影 响。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括在判断出该三 维风场会对该自由坠落物的坠落轨迹造成影响时，分析及计算该三维风场对 该自由坠落物的坠落轨迹的影响，根据该三维风场对坠落轨迹的影响，调整 该自由坠落物的坠落纹理。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括根据所选定的 自由坠落物的种类，判断该自由坠落物的形状是否对于其在该三维风场中的 坠落轨迹造成影响。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当判断出该自由坠落物的形 状会对于其在该三维风场中的坠落轨迹造成影响时，根据选定的自由坠落物 的种类，读取该自由坠落物对应的形状信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的自由坠落物的形状信 息是被定义为一半径1至5个像素的球型，且具有多种不同的形状，球的中 心坐标为自由坠落物的位置，球的颜色灰阶度是从中心到边缘按某一正态分 布渐进地变淡。

8.如权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其特征在于，该方 法还包括根据所述的自由坠落物的特性，调节每一帧影像的亮度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的自由坠落物的特性是 反光度或透光度。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的自由坠落物的状态 是液态或固态。

11.如权利要求2、3、4、5、6或7所述的方法，其特征在于，该方法 还尚包括下列步骤，以建构该三维风场：

将对应于影片中室外场景的三维空间离散化为N_x*N_y*N_z个网格，在每个 格点处，以F_i(r，t)表示风场的分布，其中r代表格点，t代表时间，风可能沿i 个方向运动，F_i代表沿i方向运动的流体密度，并据以建构该三维风场的一动 力学模型；

设定该三维风场的边界条件；

对该三维风场进行初始化处理；

通过改变该三维风场的边界的不同方向的风粒子密度，来产生风；及

在该动力学模型中，将各个格点的风速作用于该自由坠落物上，使得该 自由坠落物能沿各个格点的风速方向运动。