动态环境遮片实现方法的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文动态环境遮片实现方法的研究姓名：赵剑申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：马利庄;肖双九20070101申请上海交通大学硕士学位论文动态环境遮片实现方法的研究上海交通大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：赵剑日期：2007年1月26

2、日3申请上海交通大学硕士学位论文动态环境遮片实现方法的研究上海交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在本学位论文属于不保密□√。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：赵剑年解密后适用本授权书。指导教师签名：马利庄日期：2007年1月26日4日期：2007年1月

3、26日申请上海交通大学硕士学位论文动态环境遮片实现方法的研究动态环境遮片实现方法的研究摘要数字遮片技术从产生至今已被广泛的应用于电影的特效制作和数字图像合成中。传统的数字遮片技术仅能处理物体边缘的遮挡透射关系，不能反映物体的反射、折射等光学现象。这使得数字遮片技术的应用具有很大的局限性。针对传统数字遮片技术的不足，环境遮片在数字遮片中引入了反映反射、折射等现象的数据项，增强了数字遮片模拟光学现象的能力，扩大了数字遮片的应用范围。其中，快速环境遮片提取和合成的方法为实现动态环境遮片效果打下了基础。本文针对现有动态环境遮片技术中仍然存在的一

4、些问题和局限性进行研究，对实现动态环境遮片的方法按其效果的不同进行了分类，并提出了其中一些类别的解决方案。本文的主要工作包括：（1）提出了动态环境遮片问题的最简化分类。文中将动态环境遮片按照合成的动态效果的不同，分解为几种最简单的类型，其他类型的动态效果都可由这几种效果合成。通过这样的分类，可以一目了然地看出现有的遮片提取和合成方法所适用的范围，以及不同情况下的问题所需的不同解决方案。已有的快速环境遮片方法只能实现其中的一部分效果，方法本身的限制决定了不能用通常的提取手段解决另外几类问题。5申请上海交通大学硕士学位论文动态环境遮片实现方法

5、的研究（2）提出了当视点变化引起的视点-前景与视点-背景距离同时发生变化时，求取环境遮片数据变化的方法。这种情况下不能在视频中同时得到某一个特定位置，在同一个视点看到的纯背景和前景放置在背景前的照片，因而不能用传统的快速环境遮片方法直接提取，只能用采样数据获得遮片数据的变化函数，用于模拟运动过程中的遮片视频。遮片数据结构中，随深度变化而发生改变的参数只有遮片的映射中心位置是需要单独求解的，其他参数都可以根据映射中心位置的改变求出。本文使用在二维投影平面上的几何分析的方法，利用小孔成像模型进行了前景物体折射过程的分析，并使用一系列几何及代数运

6、算以及数学工具的辅助，得到了在这种情况时，遮片映射中心位置变化的函数规律。该方法可以用于求取前景物体因为视点变化引起的视点-前景与视点-背景距离同时发生变化时的动态环境遮片。（3）给出了使用数学运算得到的结论而进行的遮片数据修改的具体方法。本文的数学分析得到的结论并不能直接使用，因为在前景物体与摄像机的距离发生改变时，前景物体的成像区域大小是会变化的。而且在数学运算得到的函数式中，有未知数的表达。本文利用当深度距离改变很小时遮片大小改变也很小的特点，获得了计算函数式中的未知数的办法；再利用深度变化和图像大小变化的比例关系，解决了遮片区域大小

7、的变化问题。关键词：环境遮片提取与合成，遮片，动态环境遮片，深度6申请上海交通大学硕士学位论文动态环境遮片实现方法的研究ARESEARCHONHOWTOREALIZEDYNAMICEFFECTSOFENVIRONMENTMATTINGABSTRACTDigitalmattinghasbeenwidelyusedinmakingfilmspecialeffectsandimagecombination,sinceitsproduction.Uptonow,digitalmattingcanonlytacklethepartocclusion

8、phenomenaattheedgeofthefrontobjects,insteadofthereflectionandrefractionphenomena.Thesebec