Карта глубины

редактировать

В компьютерной 3D-графике и компьютерном зрении карта глубины представляет собой изображение или канал изображения, содержащий информацию о расстоянии поверхностей объектов сцены от точки обзора. Термин связан с буфером глубины, Z-буфером, Z-буферизацией и Z-глубиной и может быть аналогичен им. «Z» в этих последних терминах относится к соглашению, что центральная ось обзора камеры находится в направлении оси Z камеры, а не к абсолютной оси Z сцены.

Содержание

1 Примеры
2 Использование
3 Ограничения
4 Ссылки
5 См. Также

Примеры

Кубическая структура
Карта глубины: чем ближе, тем темнее
Карта глубины: Ближе к фокальной плоскости 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. Поверхности ближе к фокальной плоскости темнее; поверхности, расположенные дальше от фокальной плоскости, светлее (как ближе к точке обзора, так и дальше от нее).

Использует

эффект тумана

Эффект малой глубины резкости

Карты глубины имеют номер применений, в том числе:

Имитация эффекта однородно плотных полупрозрачных материалов внутри сцены, например, тумана, дыма или больших объемов воды.
Моделирование малых глубин резкости - где 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 методика может быть частью процесса подделки миниатюр.
Z-буферизации и z-отбраковки. который 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 быстрая последовательность завершенных визуализаций должна быть доступна во времени для отображения с регулярной и фиксированной частотой.
Отображение теней - часть одного процесса, используемого для создавать тени, отбрасываемые освещением в компьютерной 3D-графике. В этом случае карты глубины рассчитываются с точки зрения источников света, а не наблюдателя.
Для предоставления информации о расстоянии, необходимой для создания и генерации автостереограмм и в других связанных приложениях, предназначенных для создать иллюзию трехмерного изображения с помощью стереоскопии.
Подповерхностное рассеяние - может использоваться как часть процесса для добавления реализма путем моделирования полупрозрачных свойств полупрозрачных материалов, таких как человеческая кожа.
В компьютерном зрении для одно- или многоракурсных изображений используются карты глубины или другие типы изображений для моделирования трехмерных форм или их восстановления. Карты глубины могут быть созданы с помощью 3D-сканеров или , реконструированных из нескольких изображений.
В Машинное зрение и компьютерное зрение, что позволяет обрабатывать 3D-изображения с помощью инструментов 2D-изображений.

Создание и реконструкция трехмерных форм из одно- или многовидовых карт глубины или силуэтов

Ограничения

Одноканальные карты глубины записывают первую видимую поверхность и поэтому не могут отображать информацию о тех поверхностях, которые видны или преломлены через прозрачные объекты, или отражаются в зеркалах. Это может ограничить их использование при точном моделировании глубины резкости или эффектов тумана.
Карты глубины одного канала не могут передавать множественные расстояния, если они встречаются 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 смысле края объектов могут быть неоднозначно 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 созданы, 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

^Computer Arts / 3D World Glossary, документ получен 26 января 2011 г.
^ "Солтани, А.А., Хуанг, Х., Ву, Дж., Кулькарни, Т. Д. и Тененбаум, Дж. Б. Синтез трехмерных форм посредством моделирования многовидовых карт глубины и силуэтов с помощью глубоких генеративных сетей. В материалах конференции IEEE по компьютерному зрению и распознаванию образов (стр. 1511-1519) ".
^Шуон, Себастьян и др. "Lidarboost: сверхвысокое разрешение для сканирования трехмерных фигур." Компьютерное зрение и распознавание образов, 2009. CVPR 2009. Конференция IEEE по. IEEE, 2009.
^Малик, Аамир Саид, изд. Карты глубины и приложения для построения трехмерных изображений: алгоритмы и технологии: алгоритмы и технологии. IGI Global, 2011.

См. Также