基于移動平臺的三維場景后處理特效研究與實現.pdf

1、當前移動平臺異軍突起，迅速占領市場，同時計算機圖形學各個方向都蓬勃發(fā)展，特別是照片級真實感場景渲染始終走在前列。二者之間的融合所展現出來的應用前景與研究價值，不僅得到了工業(yè)界的認可，也引起了學術界的關注。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，在實時繪制領域占有越來越重要的地位，其中景深和運動模糊是最具代表性的兩種特效。然而當前許多算法和技術，囿于移動平臺的性能，無法保證實時性與真實性同時實現，依然存在居多基礎性研究問

2、題與挑戰(zhàn)。
　　本文以基于移動平臺的后處理特效作為研究目標，主要內容和創(chuàng)新點概括如下：
　?。?）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，傳統模糊算法耗時巨大，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與模糊程度無關，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行二次處理，并對Perona-Malik模型進行改進，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；
　?。?）提出了一種與實時幀率相關聯的迭代衰減因子計算方法。在運動模糊模擬中，針對幀率抖動而引起的重影、拖影等效果偏離事實的問題，本文引入顏色貢獻權重（Color Weight）概念，并推導出了一種權重計算方式。這種自適應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

4、的算法應用于實踐，分別實現了景深特效系統和運動模糊特效系統，并將其完美的集成到數字媒體技術四川省重點實驗室研發(fā)的基于移動平臺的3D場景可視化快速創(chuàng)建平臺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，大大減輕了應用開發(fā)人員的工作負擔。
　　本文對系統進行嚴格而又全面的測試、對比及分析。實驗數據表明：改進后的景深特效模擬算法和運動模糊特效模擬算法適用于移動平臺，較好地還原了現實場景，在真