基于移動(dòng)平臺(tái)的三維場景后處理特效研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、當(dāng)前移動(dòng)平臺(tái)異軍突起，迅速占領(lǐng)市場，同時(shí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)各個(gè)方向都蓬勃發(fā)展，特別是照片級(jí)真實(shí)感場景渲染始終走在前列。二者之間的融合所展現(xiàn)出來的應(yīng)用前景與研究價(jià)值，不僅得到了工業(yè)界的認(rèn)可，也引起了學(xué)術(shù)界的關(guān)注。通過后期處理添加各種特效作為提高用戶沉浸感的一種有效手段，在實(shí)時(shí)繪制領(lǐng)域占有越來越重要的地位，其中景深和運(yùn)動(dòng)模糊是最具代表性的兩種特效。然而當(dāng)前許多算法和技術(shù)，囿于移動(dòng)平臺(tái)的性能，無法保證實(shí)時(shí)性與真實(shí)性同時(shí)實(shí)現(xiàn)，依然存在居多基礎(chǔ)性研究問

2、題與挑戰(zhàn)。
　　本文以基于移動(dòng)平臺(tái)的后處理特效作為研究目標(biāo)，主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)概括如下：
　?。?）采用了一種基于區(qū)域求和表（Summed-area Table）的平滑算法。在景深特效模擬中，傳統(tǒng)模糊算法耗時(shí)巨大，而本文算法將區(qū)域求和表的創(chuàng)建工作移至GPU端完成，真正做到了模糊耗時(shí)與模糊程度無關(guān)，使得算法的整體性能大幅提升；
　?。?）提出了一種基于Perona-Malik模型的模糊因子二次處理算法。在景深特效模擬中，本

3、文通過對深度信息進(jìn)行二次處理，并對Perona-Malik模型進(jìn)行改進(jìn)，有效的解決了模擬因子聚集化、效果離散化等問題，使得渲染畫面更加逼真；
　?。?）提出了一種與實(shí)時(shí)幀率相關(guān)聯(lián)的迭代衰減因子計(jì)算方法。在運(yùn)動(dòng)模糊模擬中，針對幀率抖動(dòng)而引起的重影、拖影等效果偏離事實(shí)的問題，本文引入顏色貢獻(xiàn)權(quán)重（Color Weight）概念，并推導(dǎo)出了一種權(quán)重計(jì)算方式。這種自適應(yīng)算法使得在惡劣的環(huán)境下也能得到平穩(wěn)的渲染效果。
　　最后，將改進(jìn)

4、的算法應(yīng)用于實(shí)踐，分別實(shí)現(xiàn)了景深特效系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)模糊特效系統(tǒng)，并將其完美的集成到數(shù)字媒體技術(shù)四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的基于移動(dòng)平臺(tái)的3D場景可視化快速創(chuàng)建平臺(tái)ZiTime Studio中。除了提供代碼式接口，本文還開發(fā)了“所見即所得”的可視化編輯工具，大大減輕了應(yīng)用開發(fā)人員的工作負(fù)擔(dān)。
　　本文對系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格而又全面的測試、對比及分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：改進(jìn)后的景深特效模擬算法和運(yùn)動(dòng)模糊特效模擬算法適用于移動(dòng)平臺(tái)，較好地還原了現(xiàn)實(shí)場景，在真