视差立体图像的生成算法.doc

第 3 卷第 5 期 2004 年 9 月 杭州师范学院学报(自然科学版) J ourna l of Hangzhou Teache rs College (Na tura l S c ience Ed ition) Vol. 3 No. 5 Sep. 2004 文章编号: 1008- 9403(2004) 05- 0420- 03 视差立体图像的生成算法 汪明霓 (杭州师范学院 信息工程学院, 浙江 杭州 310012) 摘　要: 阐述视差立体图像的原理和设计方法, 介绍几种特殊的视差立体图像, 包括连续∑面视差立体图 像、大幅面视差立体图像和可双向观察的视差立体图像Λ 关键词: 视差; 立体图像; 算法 中图分类号: TP391. 41　　　　　文献标识码: A 在[10 ]中, 曾阐述过视差立体图像的发展简史Λ 1　随机点视差立体图像的设计方法 随机点视差立体图像, 实质上是大量随机点(或某种拼花图形) 的横向的有规律的重复和组合Λ 在随机点视差立体图像中, 各个随机点的横向重复间距并 不是完全一样的, 它们是由所要表现的立体图像 (也就是隆起 区域) 所决定的Λ 点的隆起高度越大, 其重复间距应该越小Λ 设图像基础平面为∑, 它具有X - Y 两维坐标系, 见图 1Ζ 则∑的方程为: ∑(x , y ) = 0 现 要在∑ 平面之上设计一个视差立体图案, 即一个隆起 区域∏, 其曲面方程为: ∏= ∏(x , y ) 图 1　视差立体图像的设计 设平面∑上的随机点重复间距为 d , 如果曲面∏ 上的某 一点A 的重复间距为 dA , 则当 dA d 时,A 点看起来处于平面∑之上, d - d A 越大,A 点看起来就越高 出平面∑; 而当 dA d 时,A 点看起来处于平面∑之下, dA - d 越大,A 点看起来就越低于平面∑Ζ这 种关系可表示为: d - dA = e∏(x , y ) 这里 e 称为视觉深度系数, 是一个依赖于心理感觉的经验值, 通常取 0. 1 左右Ζ 由此可得曲面∏ 上点A 的重复间距 dA 的计算公式: dA = d - e∏(x , y ) 下面给出随机点视差立体图像的实现算法: 设基础图面为∑, 隆起面为∏Ζ (1) 将图面∑纵向均分成 n 块, 左边第一块∑0 为原始随机点区, 其余各块均为重复区域, 其宽度即 收稿日期: 2004206212 作者简介: 汪明霓(1948- ) , 男, 安徽徽州人, 杭州师范学院信息工程学院副教授, 主要从事视差立体图像方面的研究Λ  　第 5 期 汪明霓: 视差立体图像的生成算法 为重复间距d , 见图1Ζ注意d 必须小于人的两眼间距, 但也 不宜太小Ζ通常整个画面的宽度为24 cm 左右, 如取n = 6, 则 d 大约为 4 cm Ζ (2) 在第一块的范围内, 画一个随机点A (x , y ); (3) 令 x = x + d , 得到一新点A 1 (x , y ) , 如果这个新 点在面∏ 内, 则令 x d = x - e∏(x , y ) , 如果不在面∏ 内, 则令 x d = x , 然后在坐标(x d , y ) 处画这个新点Ζ见图 1 Ζ 再令 x = x d , 重复做第(3) 步, 直到图面上的每一纵块 图 2　∑ 面原始模板和生成的视差立体图“开拓” 都画上一点为止Ζ显然, 第(3) 步需做 n - 1 次; (4) 重复上述(2) (3) 两步, 直到图面上布满适当密度的随机点为止Ζ 图 2 是用此算法制作的视差立体图:“开拓”及其原始模板Ζ 2　 几种特殊的视差立体图像的设计 2. 1　 连续∑面视差立体图像 有时需要制作长幅的视差立体图像, 例如, 在图 2 的基础上再制作“进取”、“与时”、“俱进”等字, 构成 “开拓进取与时俱进”的条幅Ζ 为了保持画面的连贯性, 需要采用连续的∑面来进行设计Ζ具体做法是: (1) 按照图 1 所示的方法, 将已制作成的视差立体图“开拓”(即图 2) 纵向均匀分为 n 块, 这里 n = 6, 得到 6 个纵条: ∑0、∑1、∑2、∑3、∑4、∑ 5; (2) 将∑5 作为视差立体图像“进取”的∑0, 制作“进取”的视差立体图像; (3) 同样, 将“进取”图像纵向分成6 条, 将其最后一条∑5 作为制作视差立体图像“与时”的∑0, 制作 “与时”的视差立体图像; (4) 用同样的方法, 制作“俱进”的视差立体图像; (5) 将制作成功的 4 幅图像连接在一起Ζ最后结果见图 3 (已缩小) Ζ 图 3　 连续∑ 面的视差立体图像“开拓进取与时俱进” 2. 2　 大幅面视差立体图像 在宣传画或广告画中, 需要制作大幅面的视差立体图像Ζ 可不可以先根据屏