[发明专利]一种基于OpenGL实现景深效果的方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像/视频处理领域，尤其涉及一种基于OpenGL实现景深效果的方法。

背景技术

景深是指在摄影机镜头或其他成像器前沿着能够取得清晰图像的成像景深相机器轴线所测定的物体距离范围。在聚焦完成后，在焦点前后的范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围，便叫做景深。在镜头前方(调焦点的前、后)有一段一定长度的空间，当被摄物体位于这段空间内时，其在底片上的成像恰位于焦点前后这两个弥散圆之间。被摄体所在的这段空间的长度，就叫景深。换言之，在这段空间内的被摄体，其呈现在底片面的影象模糊度，都在容许弥散圆的限定范围内，这段空间的长度就是景深。在图像/视频处理软件中，经常要用到三维合成器来实现许多三维合成效果，在真实的三维世界中，景深是很重要的效果，因此景深的实现在三维合成器中是不可或缺的。

像素深度是指存储每个像素所用的位数，它也是用来度量图像的分辨率。像素深度决定彩色图像的每个像素可能有的颜色数，或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数。例如，一幅彩色图像的每个像素用R，G，B三个分量表示，若每个分量用8位，那么一个像素共用24位表示，就说像素的深度为24，每个像素可以是16 777 216(2的24次方)种颜色中的一种。在这个意义上，往往把像素深度说成是图像深度。表示一个像素的位数越多，它能表达的颜色数目就越多，而它的深度就越深。虽然像素深度或图像深度可以很深，但各种VGA的颜色深度却受到限制。例如，标准VGA支持4位16种颜色的彩色图像，多媒体应用中推荐至少用8位256种颜色。由于设备的限制，加上人眼分辨率的限制，一般情况下，不一定要追求特别深的像素深度。此外，像素深度越深，所占用的存储空间越大。相反，如果像素深度太浅，那也影响图像的质量，图像看起来让人觉得很粗糙和很不自然。在用二进制数表示彩色图像的像素时，除R，G，B分量用固定位数表示外，往往还增加1位或几位作为属性(Attribute)位。例如，RGB 5:5:5表示一个像素时，用2个字节共16位表示，其中R，G，B各占5位，剩下一位作为属性位。在这种情况下，像素深度为16位，而图像深度为15位。属性位用来指定该像素应具有的性质。例如在CD-I系统中，用RGB 5:5:5表示的像素共16位，其最高位(b15)用作属性位，并把它称为透明(Transparency)位，记为T。T的含义可以这样来理解：假如显示屏上已经有一幅图存在，当这幅图或者这幅图的一部分要重叠在上面时，T位就用来控制原图是否能看得见。例如定义T＝1，原图完全看不见；T＝0，原图能完全看见。在用32位表示一个像素时，若R，G，B分别用8位表示，剩下的8位常称为α通道(alpha channel)位，或称为覆盖(overlay)位、中断位、属性位。它的用法可用一个预乘α通道(premultiplied alpha)的例子说明。假如一个像素(A，R，G，B)的四个分量都用规一化的数值表示，(A，R，G，B)为(1，1，0，0)时显示红色。当像素为(0.5，1，0，0)时，预乘的结果就变成(0.5，0.5，0，0)，这表示原来该像素显示的红色的强度为1，而现在显示的红色的强度降了一半。用这种办法定义一个像素的属性在实际中很有用。例如在一幅彩色图像上叠加文字说明，而又不想让文字把图覆盖掉，就可以用这种办法来定义像素，而该像素显示的颜色又有人把它称为混合色(key color)。在图像产品生产中，也往往把数字电视图像和计算机生产的图像混合在一起，这种技术称为视图混合(video keying)技术，它也采用α通道。

泊松分布(Poisson distribution)，是一种统计与概率学里常见到的离散机率分布(discrete probability distribution)，由法国数学家西莫恩·德尼·泊松(Siméon-Denis Poisson)在1838年时发表。

Mpmap是一种电脑图形图像技术，用于在三维图像的二维代替物中达到立体感效应。Mipmap技术与材质帖图技术结合，根据距观看者远近距离的不同，以不同的分辨率将单一的材质帖图以多重图像的形式表现出来并代表平面纹理：尺寸最大的图像放在前面显著的位置，而相对较小的图像则后退到背景区域。每一个不同的尺寸等级定义成一个Mipmap水平。Mipmap技术帮助避免了不想要的锯齿边缘(称为锯齿状图形)在图像中出现，这种锯齿状图形可能是由于在不同分辨率下使用bit map图像产生的。

在基于OpenGL实现景深效果时，把场景的深度信息和场景分别渲染到一张纹理中，然后通过模糊处理后合成新的场景，新的场景中就带有了景深效果。