CN109685885A - 一种利用深度图转换3d图像的快速方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及三维立体渲染技术领域，具体地说是一种利用深度图转换3D图像的快速方法，其通过三维制作软件渲染出深度图Z‑Depth，利用深度图Z‑Depth进行2D到3D的转换，得到左右两个眼睛视图，形成3D立体成片，降低了三维制作软件制作3D立体片源时的重复渲染，可以节约渲染时间，减少渲染成本，大幅度缩短制作周期，提高工作效率。

Description

一种利用深度图转换3D图像的快速方法
技术领域
本发明涉及三维立体渲染技术领域，具体地说是一种利用深度图转换3D图像的快速方法。
背景技术
现有的2D转3D的技术时往往需要重复渲染，渲染时间长，渲染成本高，大大延长了制作周期，工作效率低下。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，通过三维制作软件渲染出深度图Z-Depth，利用深度图Z-Depth进行2D到3D的转换，得到左右两个眼睛视图，形成3D立体成片，降低了三维制作软件制作3D立体片源时的重复渲染，可以节约渲染时间，减少渲染成本，大幅度缩短制作周期，提高工作效率。
为实现上述目的，设计一种利用深度图转换3D图像的快速方法，其特征在于，在三维软件中进行如下处理步骤：
(1)、创建一个三维场景模型；
(2)、在三维场景中架设灯光相机；
(3)、三维场景中，用标尺测量灯光相机到物体远端距离，来得到Z-Depth的深度值；
(4)、三维场景中，测量得到距离值Length，通过距离值来设置Z-Depth；
(5)、Z-Depth数值设置最大值Z-Depthmax和最小值Z-Depthmin，渲染成图，最终得到深度图；
(6)、导入视频序列帧，通过以场景为参照Orient Scene，找到一个水平位置，以确定摄像机对视频的相机透视角度；
(7)、导入深度图Z-Depth；
(8)、使用Z通道添加立体相机stereo Render，对当前调整好的那张序列帧进行向前和向后跟踪解算，得出整个序列帧的Z方向的信息图；景深越白，该图像上相对应的特征点离像平面越近，即g(x)＝n/λ，其中，g(x)为景深程度，n为比例常数，λ为黑白景深程度；
(9)、经过立体摄像机Stereo Render偏移处理，手动调整立体两眼间距Interocular以及零平面Convergence的具体位置，最后通过Z通道过滤器Z-Depth Filter进行模糊过滤，得出流畅的具有Z通道的解算图，通过立体渲染，进行输出3D格式的序列帧。
所述的三维软件包括3ds Max。
本发明的技术优势在于，减少重复渲染，大大缩短渲染时间，减少渲染成本，大幅度减少制作周期，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明中景深与特征点距离关系。
具体实施方式
现结合附图及实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
参见图1，一种利用深度图转换3D图像的快速方法，其特征在于，在三维软件中进行如下处理步骤：
(1)、创建一个三维场景模型；
(2)、在三维场景中架设灯光相机；
(3)、三维场景中，用标尺测量灯光相机到物体远端距离，来得到Z-Depth的深度值；
(4)、三维场景中，测量得到距离值Length，通过距离值来设置Z-Depth；
(5)、Z-Depth数值设置最大值Z-Depthmax和最小值Z-Depthmin，渲染成图，最终得到深度图；
(6)、导入视频序列帧，通过以场景为参照Orient Scene，找到一个水平位置，以确定摄像机对视频的相机透视角度；
(7)、导入深度图Z-Depth；
(8)、使用Z通道添加立体相机stereo Render，对当前调整好的那张序列帧进行向前和向后跟踪解算，得出整个序列帧的Z方向的信息图；景深越白，该图像上相对应的特征点离像平面越近，即g(x)＝n/λ，其中，g(x)为景深程度，n为比例常数，λ为黑白景深程度，参见图1，其中h为景深；
(9)、经过立体摄像机Stereo Render偏移处理，手动调整立体两眼间距Interocular以及零平面Convergence的具体位置，最后通过Z通道过滤器Z-Depth Filter进行模糊过滤，得出流畅的具有Z通道的解算图，通过立体渲染，进行输出3D格式的序列帧。
进一步的，所述的三维软件包括3ds Max。
通过上述处理步骤我们很快得到立体图像，并进行了立体测试，测试结果如下：
在整个步骤中渲染单相机单张图片时间为T1＝60分钟；
渲染立体相机两张图片时间为T2＝TI*2＝60m*2＝120分钟；
整个镜头序列为100帧，渲染单相机序列帧时间为T3＝T1*100＝60m*100＝6000分钟；
渲染立体相机序列帧时间为T4＝T2*100＝120m*100＝12000分钟；
利用Z-Depth制作渲染立体序列时间为T5＝60分钟；
三维软件和Z-Depth制作立体序列时间为T6＝T5+T3＝6060分钟；
通过以上数值可以看出三维软件和用Z-Depth制作立体比三维软件直接渲染立体时间上节约很多时间，T7＝T4-T6＝12000m-6060m＝5940分钟，可以看出三维软件和用Z-Depth差不多节约49.5％的时间。降低了三维制作软件制作3D立体片源时的重复渲染，可以节约渲染时间，减少渲染成本，大幅度缩短制作周期，提高工作效率。
通用立体渲染模式是对左右眼分别渲染。设有n张序列帧，总时间为Tn’，左眼为T1，右眼相对左眼的误差值为k1∈(0，0.01)；
则渲染单帧立体总时间为T1’+(T1’+k1T1’)，渲染整个序列的总时间Tn’＝nT1’(2+k1)；
利用深度图转换立体图像的渲染模式是只渲染单眼的序列，额外增加导入Depth的时间即可。设有n张序列帧，总时间为Tn″，单帧渲染时间为Tcenter，额外增加导入Depth的时间为Tdepth，Tdepth约为T1’；单帧左眼或者右眼与Tcenter之间的渲染误差值为k2；
则渲染整个序列的总时间为Tn″＝nT1(1+k2)+Tdepth；设渲染节约总时间为Tm，则Tm＝Tn’-Tn″＝nT1’(1+k-k2)-T1’；
利用深度图转换立体图像的渲染模式相对通用立体渲染模式所节省的时间比例为q＝Tm/Tn’*100％。

Claims (2)

1.一种利用深度图转换3D图像的快速方法，其特征在于，在三维软件中进行如下处理步骤：
(1)、创建一个三维场景模型；
(2)、在三维场景中架设灯光相机；
(3)、三维场景中，用标尺测量灯光相机到物体远端距离，来得到Z-Depth的深度值；
(4)、三维场景中，测量得到距离值Length，通过距离值来设置Z-Depth；
(5)、Z-Depth数值设置最大值Z-Depthmax和最小值Z-Depthmin，渲染成图，最终得到深度图；
(6)、导入视频序列帧，通过以场景为参照Orient Scene，找到一个水平位置，以确定摄像机对视频的相机透视角度；
(7)、导入深度图Z-Depth；
(8)、使用Z通道添加立体相机stereo Render，对当前调整好的那张序列帧进行向前和向后跟踪解算，得出整个序列帧的Z方向的信息图；景深越白，该图像上相对应的特征点离像平面越近，即g(x)＝n/λ，其中，g(x)为景深程度，n为比例常数，λ为黑白景深程度；
(9)、经过立体摄像机Stereo Render偏移处理，手动调整立体两眼间距Interocular以及零平面Convergence的具体位置，最后通过Z通道过滤器Z-Depth Filter进行模糊过滤，得出流畅的具有Z通道的解算图，通过立体渲染，进行输出3D格式的序列帧。
2.如权利要求1所述的一种利用深度图转换3D图像的快速方法，其特征在于，所述的三维软件包括3ds Max。
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