基于相机镜头模型的散景效果模拟-中国图象图形学报.doc

景深效果绘制技术综述 吴佳泽1), 2), 郑昌文1), 胡晓惠1), 欧阳冠军1), 张利强1) 1)(中国科学院软件研究所综合信息系统技术国家级重点实验室 北京 100190) 2)(中国科学院研究生院 北京 100049) 摘 要 景深效果能够增强计算机生成图像的真实感,因此关于这类效果的绘制已成为计算机图形学中的重要研究方向.针对景深效果的绘制问题,首先研究和分析各种相机镜头模型的光学成像原理,比较各类镜头模型的特点和模拟景深效果的能力;然后分类总结景深效果绘制的基本原理和典型算法,比较各类景深绘制方法的优缺点.最后指出景深效果绘制技术的应用价值,并展望未来的研究方向. 关键词 景深效果 相机镜头模型 景深效果绘制方法 真实感绘制 实时绘制 中图法分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1006-8961(年) - A Survey of Rendering Techniques for Depth-of-Field Effect WU Jiaze1), 2), ZHENG Changwen1), HU Xiaohui 1) , OUYANG Guanjun 1) , ZHANG Liqiang 1) 1)(National Key Laboratory of Integrated Information System Technology, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190) 2)(Graduate University of Chinese Academy of Science, Beijing, 100049) Abstract Depth-of-field effect can improve realistic sense of a computer-generated image, and thus rendering of this effect has become one of the important research topics in computer graphics. Aiming at the problem for rendering depth-of-field effect, this paper firstly studies optical imaging principles which various kinds of camera lens models possess, and compares their characteristics and capabilities of modeling depth of field effect; then the taxonomy of rendering techniques for depth-of-filed effect is presented, relevant fundamental principles and typical algorithms are concluded, and their advantages and disadvantages are compared in detail. Lastly application value of rendering techniques for depth-of-filed effect is presented and future research trends are foreseen. Key words depth-of-field, camera lens model, depth-of-field rendering approach, realistic rendering, real-time rendering 0 引 言 景深效果是相机镜头的重要光学成像特性,在摄影中作为一种非常重要的艺术工具用于强调所拍摄的对象。在计算机合成的图像中加入景深效果有如下益处:1)更加精确地模拟相机镜头的光学成像过程,增强计算机合成图像的真实感;2)增加图像的深度暗示,有助于理解场景的几何结构和物体的相对位置;3)吸引观察者关注清晰成像的物体而忽略图像中的其他模糊部分,缓解眼睛疲劳。 自Potmesil和Chakravarty[1]在20世纪80年代初发表关于景深效果绘制的研究论文以来,景深效果的绘制已成为计算机图形学的重要研究方向,并出现大量的研究成果,这些成果已被广泛应用于影视娱乐、信息可视化、眼科治疗与校正等领域。 本文针对景深效果的绘制问题,对国内外在该领域的研究成果进行系统研究,为