[发明专利]一种非线性深度转化为线性深度的处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形学领域，尤其涉及一种非线性深度转化为线性深度的处理方法和装置。

背景技术

随着计算机图形学的发展，使得三维物体表现在三维的世界表示复杂而又真实的信息，现在越来越多的三维模型在模仿着现实中真实的物体，目前对于图像处理的方法研究有很多，通过调用硬件图形的接口也可以实现内部的机制，这样的实现方法不能够满足实际的需求，需要对接口应用程序进行变换得到比较真实的效果目前一般采用都是系统自身的线性计算方法，这样的处理方法的处理结果有画面效果单一，图形粗糙等问题。

发明内容

本发明提出了一种非线性深度转化为线性深度的处理方法和装置，其通过将模型的坐标依次变换到相机空间和投影空间，在投影空间中剔除不被渲染的像素，在投影空间获取剩余像素的非线性深度，再转为相机空间下的线性深度，将场景中需要线性化的物体进行转化，其用途为：模拟特效或者离屏粒子的绘制，在场景中呈现更逼真的画面效果，而且凡涉及到深度线性化操作的时都离不开线性深度计算。

为实现上述设计，本发明采用以下技术方案：

一方面采用一种非线性深度转化为线性深度的处理方法，包括：

将模型放入世界坐标系然后经过模型变换到相机坐标系中；

将相机坐标系的坐标转化为投影空间中的坐标并予以光栅化，在光栅化时根据投影空间剔除不被渲染的像素；

在光栅化时对模型的可见像素的图像驱动层进行非线性化；

将非线性化的深度转化为基于相机空间下的线性深度值。

其中，所述将模型放入世界坐标系然后经过模型变换到相机坐标系中，具体为：

将模型的坐标从建模坐标系放入世界坐标系然后经过模型变换到相机坐标系。

其中，所述模型的坐标从建模坐标系转为世界坐标系，具体为：

[Lx,Ly,Lz,1]*scale*rotate*translate＝[Wx,Wy,Wz,1]；

其中，[Lx,Ly,Lz,1]为模型在建模坐标系中的坐标；scale为模型的缩放变换，rotate为模型的旋转变换，translate为模型的平移变换，[Wx,Wy,Wz,1]为模型在世界坐标系中的坐标；

所述模型的坐标从世界空间坐标系转为相机坐标系，具体为：

其中，xaxis.x,xaxis.y,xaxis.z为相机坐标系的x轴；yaxis.x,yaxis.y,yaxis.z为相机坐标系的y轴；zaxis,zaxis.y,zaxis.z为相机坐标系的z轴，eye为相机在世界空间坐标系的位置；[Vx,Vy,Vz,1]为相机坐标系的坐标。

其中，所述将相机坐标系的坐标转化为投影空间中的坐标并予以光栅化，在光栅化时根据投影空间剔除不被渲染的像素，具体为：

X(Vx,Vy,Vz)＝Vx*xAspect/Vz；

Y(Vx,Vy,Vz)＝Vx*yAspect/Vz；

Z(Vx,Vy,Vz)＝(Vz-Z_N)*Z_F/(Z_F-Z_N)；

其中，-1<＝Vx*xAspect/Vz<＝1；-1<＝Vy*yAspect/Vz<＝1；

其中，X(Vx,Vy,Vz)、Y(Vx,Vy,Vz)、Z(Vx,Vy,Vz)分别为投影空间中的坐标值；xAspect、yAspect分别为相机水平视角一半的余切值、相机竖直视角一半的余切值；Z_N、Z_F分别为相机到近裁剪面、远裁剪面的距离；Vx、Vy、Vz为相机坐标系中的坐标值。

其中，所述在投影空间获取模型的剩余像素的图像驱动层的非线性深度，具体为：

其中，Z为相机深度Vz，F(z)为投影空间中像素的深度值；所述将非线性深度转化为基于相机空间下的线性深度值，具体为：

其中，Q(Z)为关于相机深度Vz的线性关系，Z_N为相机到近裁剪面的距离；Z_F为相机到远裁剪面的距离。

另一方面采用一种非线性深度转化为线性深度的处理装置，包括：

坐标转换单元，用于将模型放入世界坐标系然后经过模型变换到相机坐标系中；

像素剔除单元，用于将相机坐标系的坐标转化为投影空间中的坐标并予以光栅化，在光栅化时根据投影空间剔除不被渲染的像素；