[发明专利]基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法

说明书

本发明公开了一种基于视觉感知模型的注视点渲染优化，算法建立了一个感知模型来计算不同屏幕区域的视觉灵敏度，视觉灵敏度提供了去除不可察觉的三角形面片的提示，并细化了模型的可感知区域，因此在满足视觉感知的情况下，获得了更好的渲染性能，使曲面细分的结果很好地满足视觉感知大小。实验结果表明，该方法综合考虑了视觉感知大小和视网膜上的速度对渲染的影响，显着提高了实时渲染框架的渲染性能。

技术领域

本发明涉及计算机图形学技术领域，具体涉及一种基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法。

背景技术

随着VR头戴式显示设备的快速发展，VR场景需要以更高的分辨率和更高的帧速率呈现，这需要消耗更多的渲染资源。注视点渲染是平衡渲染资源需求和用户满意度的重要技术，它利用了这样一个事实：人类视觉系统的空间分辨率随着与当前注视点距离的扩大而下降。因此，我们可以通过在中央凹区域显示高质量图像，在周边区域显示低质量图像来降低计算成本而不会产生任何视觉质量的损失，如图2所示。

基于模型的注视点渲染旨在通过直接操作模型几何来降低空间分辨率，这可以有效地减少渲染耗费的时间。Guenter等人^[1]提出可以通过摄像机和物体中心之间的距离大小来调整不同区域的细分水平。Swafford等人^[3]建议静态设置不同区域的细分水平来更好匹配屏幕空间的视觉感知特征。

但上述方法没有考虑到人眼能够感知的最小尺寸，这会导致渲染资源的浪费和可感知的视觉质量损失。本方案中相关引用文献：

[1]Brian Guenter,Mark Finch,Steven Drucker,Desney Tan,and JohnSnyder.2012.Foveated 3D Graphics.ACM Trans.Graph.31,6,Article 164(Nov.2012),10pages.

[2]M.Reddy.2001.Perceptually optimized 3D graphics.IEEE ComputerGraphics and Applications 21,5(Sep 2001),68–75.

[3]Nicholas T.Swafford,JoséA.Iglesias-Guitian,Charalampos Koniaris,Bochang Moon,Darren Cosker,and Kenny Mitchell.2016.User,Metric,andComputational Evaluation of Foveated Rendering Methods.In Proceedings of theACM Symposium on Applied Perception(SAP’16).ACM,New York,NY,USA,7–14.

发明内容

本发明的目的是提供一种基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法，通过建立感知模型来计算不同屏幕区域的视觉灵敏度，使得在满足视觉感知的情况下，获得了更好的渲染性能。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种基于视觉感知模型的注视点渲染优化算法，包括以下步骤：

步骤1，针对于图像模型，利用视觉感知模型计算图像模型中每个顶点的视觉灵敏度，其中所述的视觉感知模型为：

其中，v表示给定注视点移动速度，r表示注视点到周边区域的距离，ρ是显示器的像素密度，d_u是VR头戴式显示设备中人眼与显示器的距离；

所述的视觉灵敏度为：

H(v,r)＝G(v)M(r)