基于GPU的后置处理运动模糊算法.pdf

2016年 第25卷 第9期 http：／／www．C-S—a．org．ca 计 算 机 系 统 应 用 基于GPU的后置处理运动模糊算法① 陈淑彬 (上海海事大学 信息工程学院，上海 201306) 摘 要：针对虚拟现实系统中运动模糊的真实感绘制问题。着重研究了一种基于图形处理器(GPU)后置处理的 运动模糊改进算法．该算法通过将场景渲染时前后两帧全分辨率纹理图的深度值存入深度缓存区，使用其深 度信息与当前帧的映射矩阵提取物体的世界中心坐标，并获取运动的速度矢量；沿速度矢量进行采样、高斯滤 波，最后引入模糊因子，并对线性化采样值进行加权融合，力求实现最真实的运动模糊效果．实验结果表明： 所提算法不仅不会影响大型虚拟现实系统的渲染流畅度，更改善了过分重影或者拖影，具有 良好的实时性和 真实感． 关键词：运动模糊；模糊因子；深度缓存；虚拟现实 Post-ProcessingBlurAlgorithm BasedonGPU CHEN Shu．Bin (CollegeofInformationEngineering，ShanghaiMaritimeUniversity,Shanghai201306，China) Abstract：In orderto enhance the immersive realism ofmotion blur in virtualreality system，na improved post-processingalgorithmofmotionblurbasedonGraphicsProcessingUnit(GPU)isproposed．Depthvalueoffull resolutiontexturemapsinbeforenadafterframesofscenerenderingarestoredinhtedepht bufferinhtisalgorithm．It usesitsdephtinformationnadmappingmatrixofthecurrentframetoextracthteworldcoordinateofhteobject，nadgets thevelociytvector~ThenalongspeedvectoritsamplesGaussianfilters．Fuzzyfactorisinrtoducedandfusedweighted linearsamplevaluestoachievehtemostrealisticmotion blur effect．Theresultsshow htat：hteproposedalgorithm withgoodreal-timeandrealism effectwillnotonlynotaffectthefluencyofrenderinglargevirtualrealiyt system，but alsosolveoverghostingorsrteaking． Keywords：motionblur；fuzyz factor；dephtbuffer；virtualrealiyt 当相机拍摄物体时，相机的 自身移动或拍摄物体 观赏时更易投入，能够真正意义上地实现虚拟环境的 的移动都会产生相对运动，而相机的快门曝光是有延 真实体验． 迟的，因此在这段时间范围内，相机会对物体进行捕 Korein与Badlert”、Dippe与Wold[1等人的早期研 捉，产生多次渲染，即在底片上的成像是会跟随运动 究，为后人探索运动模糊特效奠定了良好的基础．运 物体移动而移动的，这种成像效果就是运动模糊．而 动模糊算法大致可分为三类．第一类是 由 Korein与 对于计算机图像引擎来说，大多数采用的都是针孔模 Badler[1】等人提出的基于时间域的方法，先将单帧拆分 型相机，几乎不考虑快门时间，因此并不会产生运动 为多帧渲染，再融合为单帧输 出到屏幕，在时间域上 模糊的效果，这不仅使现有的虚拟现实场景缺乏真实 对场景进行过采样，有着较高的精度，在运动物体速 沉浸感，也会让用户对运动物体的速度有较难的把握． 度不是很快的情况下会有较好的效果。但是 由于它会 随着对运动