動態(tài)環(huán)境遮片實現(xiàn)方法的研究.pdf

1、數(shù)字遮片技術(shù)從產(chǎn)生至今已被廣泛的應(yīng)用于電影的特效制作和數(shù)字圖像合成中。傳統(tǒng)的數(shù)字遮片技術(shù)僅能處理物體邊緣的遮擋透射關(guān)系，不能反映物體的反射、折射等光學(xué)現(xiàn)象。這使得數(shù)字遮片技術(shù)的應(yīng)用具有很大的局限性。針對傳統(tǒng)數(shù)字遮片技術(shù)的不足，環(huán)境遮片在數(shù)字遮片中引入了反映反射、折射等現(xiàn)象的數(shù)據(jù)項，增強(qiáng)了數(shù)字遮片模擬光學(xué)現(xiàn)象的能力，擴(kuò)大了數(shù)字遮片的應(yīng)用范圍。其中，快速環(huán)境遮片提取和合成的方法為實現(xiàn)動態(tài)環(huán)境遮片效果打下了基礎(chǔ)。本文針對現(xiàn)有動態(tài)環(huán)境遮片技術(shù)中

2、仍然存在的一些問題和局限性進(jìn)行研究，對實現(xiàn)動態(tài)環(huán)境遮片的方法按其效果的不同進(jìn)行了分類，并提出了其中一些類別的解決方案。 本文的主要工作包括： （1）提出了動態(tài)環(huán)境遮片問題的最簡化分類。文中將動態(tài)環(huán)境遮片按照合成的動態(tài)效果的不同，分解為幾種最簡單的類型，其他類型的動態(tài)效果都可由這幾種效果合成。通過這樣的分類，可以一目了然地看出現(xiàn)有的遮片提取和合成方法所適用的范圍，以及不同情況下的問題所需的不同解決方案。已有的快速環(huán)境遮片方

3、法只能實現(xiàn)其中的一部分效果，方法本身的限制決定了不能用通常的提取手段解決另外幾類問題。 （2）提出了當(dāng)視點變化引起的視點-前景與視點-背景距離同時發(fā)生變化時，求取環(huán)境遮片數(shù)據(jù)變化的方法。這種情況下不能在視頻中同時得到某一個特定位置，在同一個視點看到的純背景和前景放置在背景前的照片，因而不能用傳統(tǒng)的快速環(huán)境遮片方法直接提取，只能用采樣數(shù)據(jù)獲得遮片數(shù)據(jù)的變化函數(shù)，用于模擬運動過程中的遮片視頻。遮片數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，隨深度變化而發(fā)生改變的參

4、數(shù)只有遮片的映射中心位置是需要單獨求解的，其他參數(shù)都可以根據(jù)映射中心位置的改變求出。本文使用在二維投影平面上的幾何分析的方法，利用小孔成像模型進(jìn)行了前景物體折射過程的分析，并使用一系列幾何及代數(shù)運算以及數(shù)學(xué)工具的輔助，得到了在這種情況時，遮片映射中心位置變化的函數(shù)規(guī)律。該方法可以用于求取前景物體因為視點變化引起的視點-前景與視點-背景距離同時發(fā)生變化時的動態(tài)環(huán)境遮片。 （3）給出了使用數(shù)學(xué)運算得到的結(jié)論而進(jìn)行的遮片數(shù)據(jù)修改的具體