Карта глубины

Трехмерная (3D) компьютерная графика

Основы
Моделирование Сканирование Рендеринг Печать
Основное использование
3D модели Системы автоматизированного проектирования Графический дизайн Видеоигры Визуальный эффект Визуализация Виртуальная инженерия Виртуальная реальность Виртуальная кинематография
похожие темы
Компьютерные изображения (CGI) Анимация компьютер скелетный 3D дисплей Каркасная модель Отображение текстуры Захвата движения Симуляция толпы Глобальное освещение Объемный рендеринг
v т е

В 3D компьютерной графики и компьютерном зрении , A карта глубины представляет собой изображение или изображение канал , который содержит информацию , относящуюся к расстоянию поверхностей объектов сцены с точки зрения. Этот термин связан с буфером глубины , Z-буфером , Z-буферизацией и Z-глубиной и может быть аналогичен им . ^[1] «Z» в этих последних терминах относится к соглашению о том, что центральная ось обзора камеры находится в направлении оси Z камеры, а не абсолютной оси Z сцены.

Примеры [ править ]

Кубическая структура
Карта глубины: чем ближе, тем темнее
Карта глубины: чем ближе к фокальной плоскости, тем темнее

Здесь можно увидеть две разные карты глубины вместе с исходной моделью, из которой они получены. Первая карта глубины показывает яркость пропорционально расстоянию от камеры. Более близкие поверхности темнее; другие поверхности светлее. Вторая карта глубины показывает яркость по отношению к расстояниям от номинальной фокальной плоскости. Более темные поверхности ближе к фокальной плоскости ; Поверхности, расположенные дальше от фокальной плоскости, светлее (как ближе к точке обзора, так и дальше от нее). ^{[ необходима цитата ]}

Использует [ редактировать ]

Эффект тумана

Эффект малой глубины резкости

Карты глубины имеют ряд применений, в том числе:

Имитация эффекта однородно плотных полупрозрачных материалов внутри сцены, таких как туман, дым или большие объемы воды.
Имитация малой глубины резкости, когда некоторые части сцены кажутся не в фокусе. Карты глубины можно использовать для выборочного размытия изображения в различной степени. Малая глубина резкости может быть характеристикой макросъемки, поэтому данная техника может быть частью процесса подделки миниатюр .
Z-буферизация и z-отбраковка - методы, которые можно использовать для повышения эффективности рендеринга 3D-сцен. Их можно использовать для идентификации объектов, скрытых от просмотра и, следовательно, игнорируемых для некоторых целей визуализации. Это особенно важно в приложениях реального времени, таких как компьютерные игры, где должна быть доступна быстрая последовательность завершенных визуализаций, чтобы они отображались с регулярной и фиксированной скоростью.
Отображение теней - часть одного процесса, используемого для создания теней, отбрасываемых освещением в компьютерной 3D-графике. В этом случае карты глубины рассчитываются с точки зрения источников света, а не наблюдателя. ^[2]
Предоставлять информацию о расстоянии, необходимую для создания автостереограмм и других связанных приложений, предназначенных для создания иллюзии трехмерного просмотра посредством стереоскопии .
Подповерхностное рассеяние - может использоваться как часть процесса для добавления реализма путем моделирования полупрозрачных свойств полупрозрачных материалов, таких как человеческая кожа.
В компьютерном зрении карты глубины одно- или многовидовых изображений или другие типы изображений используются для моделирования трехмерных форм или их реконструкции . ^[3] Карты глубины могут быть созданы с помощью 3D-сканеров ^[4] или восстановлены из нескольких изображений . ^[5]
В машинном зрении и компьютерном зрении, чтобы позволить обрабатывать 3D-изображения с помощью инструментов 2D-изображений.

Создание и реконструкция 3D-форм на основе одно- или многовидовых карт глубины или силуэтов ^[3]

° Создание наборов данных изображений глубины. [ 6 ]

Ограничения [ править ]

Одноканальные карты глубины записывают первую увиденную поверхность и поэтому не могут отображать информацию о тех поверхностях, которые видны или преломлены через прозрачные объекты или отражены в зеркалах. Это может ограничить их использование для точного моделирования глубины резкости или эффектов тумана.
Одноканальные карты глубины не могут отображать несколько расстояний в пределах видимости одного пикселя. Это может произойти, если более одного объекта занимают позицию этого пикселя. Это может быть случай, например, с моделями с волосами, мехом или травой. В более общем плане края объектов могут быть двусмысленно описаны там, где они частично покрывают пиксель.
В зависимости от предполагаемого использования карты глубины может быть полезно или необходимо кодировать карту с более высокой битовой глубиной. Например, 8-битная карта глубины может представлять диапазон до 256 различных расстояний.
В зависимости от того, как они создаются, карты глубины могут представлять перпендикулярное расстояние между объектом и плоскостью камеры сцены. Например, камера сцены, направленная прямо на плоскую поверхность и перпендикулярно ей, может записывать одинаковое расстояние для всей поверхности. В этом случае геометрически фактические расстояния от камеры до участков плоской поверхности, видимых в углах изображения, больше, чем расстояния до центральной области. Однако для многих приложений это несоответствие не является существенной проблемой.

Ссылки [ править ]

^ Computer Arts / 3D World Glossary ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} , документ получен 26 января 2011 г.
^ Eisemann, Эльмар; Шварц, Майкл; Ассарссон, Ульф; Виммер, Майкл (19 апреля 2016 г.). Тени в реальном времени . CRC Press. ISBN 978-1-4398-6769-3.
^ a b "Солтани, А.А., Хуанг, Х., Ву, Дж., Кулкарни, Т.Д., и Тененбаум, Дж. Б. Синтез 3D-форм посредством моделирования многовидовых карт глубины и силуэтов с глубокими генеративными сетями. В материалах конференции IEEE по Компьютерное зрение и распознавание образов (стр. 1511-1519) » .
^ Шуон, Себастьян и др. « Lidarboost: сверхвысокое разрешение для сканирования трехмерных фигур ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} ». Компьютерное зрение и распознавание образов, 2009. CVPR 2009. Конференция IEEE по. IEEE, 2009 г.
^ Малик, Аамир Саид, изд. Карты глубины и приложения для построения трехмерных изображений: алгоритмы и технологии: алгоритмы и технологии ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} . IGI Global, 2011 г.

См. Также [ править ]

2D плюс глубина
Алгоритм художника
Дальность изображения
Структурированный свет
WOWvx

[test-1] Computer Arts / 3D World Glossary ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} , документ получен 26 января 2011 г.

[2] Eisemann, Эльмар; Шварц, Майкл; Ассарссон, Ульф; Виммер, Майкл (19 апреля 2016 г.). Тени в реальном времени . CRC Press. ISBN 978-1-4398-6769-3.

[3DVAE-3] "Солтани, А.А., Хуанг, Х., Ву, Дж., Кулкарни, Т.Д., и Тененбаум, Дж. Б. Синтез 3D-форм посредством моделирования многовидовых карт глубины и силуэтов с глубокими генеративными сетями. В материалах конференции IEEE по Компьютерное зрение и распознавание образов (стр. 1511-1519) » .

[4] Шуон, Себастьян и др. « Lidarboost: сверхвысокое разрешение для сканирования трехмерных фигур ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} ». Компьютерное зрение и распознавание образов, 2009. CVPR 2009. Конференция IEEE по. IEEE, 2009 г.

[5] Малик, Аамир Саид, изд. Карты глубины и приложения для построения трехмерных изображений: алгоритмы и технологии: алгоритмы и технологии ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} . IGI Global, 2011 г.

[1]