景深图片的3d显示(opengl)(景深图片的3d显示器)

编辑：rootadmin

=='''效果展示'''==这篇 wiki 介绍一下对景深图片进行3d显示的效果。展现形式为：可以对一张照片中的景物做轻微角度变化的观看，图片中的物体将呈现 3d 效果。具体效果如下：

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=='''背景与思路介绍'''==以上比较炫的 3d 效果使用我们之前学过的 opengl 进行实现，需要配合带有景深数据的图片使用，下面先浅述实现思路：'''一、背景''' ‘人’根据看到静态图像去理解它的3D结构是一件很容易的事，因为‘人’拥有对图像里面这些物体的先验知识（当然得包含生理和心理效应）。例如白云在天上，大部分墙壁都是直立的平面，树长在地面，而且树上有树叶，等等。人看到它的一面，可以联想到它的立体结构。这也是为什么人用一个&#;睛也能“看到”三维世界的原因。但对于计算机来说，由于投射投影，3D场景投射到2D空间里面，就损失了很多的信息，例如最重要的深度信息。所以单从单张图像去进行3d显示是很困难的。现在我们使用的是双摄像头获取了景深信息的图片，以此来弥补深度信息的缺失。并根据这些信息来实现图片的 3d 效果。'''二、效果实现思路''' 拍照的过程是将真实世界中 3维的信息记录在照片 2维的存储空间中。所以照片其实是 3D 空间在 2D 平面（图像传感器）的投影。虽然同一个投影可能是由无限种可能的3D场景投影产生的，我们要做的是利用已知景深信息对当前画面进行尽可能的还原。（这里有个实际信息量缺失的问题，后面再针对此问题进行处理）因此，景深照片中的景深信息能够帮助我们对照片上 2维的数据进行 3维的重组或还原。真实3d世界 --记录-> 平面照片 --渲染-> opengl 3d 按照这样的方式进行渲染，就能让平面照片（带景深的）渲染出 3d 效果。 =='''操作步骤'''==以下描述一下渲染的详细步骤：'''一、解析对应数据''' 解析图片数据。需根据目前不同相机拍摄的不同景深照片，进行对应解析，将像素信息与景深信息分离。结果如下： [[File:IMG -depthmap.jpg|px]] ps：使用的 ALTEK 景深图片后缀为 raw &#;式，实际存储内容为 yuv。 yuv中，y是由单一数组存储的，而uv则是交错存储的。需转换为对应的 rgb 进行显示。详细解析代码和原理参见 wiki ： [[Imreadyuv introduction|YUV图像的读入和显示]]'''二、渲染纹理以及重构深度信息''' 将提取出的景深信息，与opengl的世界坐标进行映射：此步骤需要解析出所有需要的景深信息，并根据这些信息，在整个照片的空间坐标中，重组出每个像素所应该对应的深度。然后在 opengl 中进行映射渲染。主要流程如下： 1、略去opengl相关初始化代码。 2、向 opengl 中传入景深数据，并通过 shader 进行渲染。 3、传递景深数据，进行三角剖分使用三角形网&#;对数据体进行构面，分别对x、y、z三维坐标进行空间坐标赋&#;，然后传入矩阵运算。

其中 z 来自于深度信息。

Matrix::operationMM(gMVPMatrix, 0, gViewMatrix, 0, gModelMatrix, 0); Matrix::operationMM(gMVPMatrix, 0, gProjectionMatrix, 0, gMVPMatrix, 0); glUniformMatrix4fv(gMVPMatrixHandle, 1, GL_FALSE, gMVPMatrix); 渲染效果如下：映射照片为 opengl 纹理。最后使用 opengl 中的 shader 进行相关渲染。详细代码细节可参阅各种 opengles2.0 教程。上面有更详细的描述。'''三、模糊掉背景和前景''' 按照真实的视觉效果，当聚焦在中心的物体上时，可对背景和前景做模糊失焦处理，以加深真实感。这里可以选用高斯模糊或均&#;模糊等。为了提高opengl渲染效率，可以考虑使用shader进行gpu渲染。景深图片的3d显示(opengl)(景深图片的3d显示器)

上一个高斯模板：

'''四、界面互动''' 可增加界面互动，以便用户从多角度进行观察。（代码略，可参阅 opengl 相关教程）'''五、局限性''' 正如前面提到的，因为3d数据包含的信息量其实比2d数据要多，在平面照片中，存储的并不是真实的3d空间中的所有信息。所以在还原过程中肯定会有信息量的缺失，比如遮盖在一片树叶之后的另一片树叶。所以在渲染过程中，需要进行一些处理：比如限制图片能够展示的角度，在一定角度范围内，其信息量的缺失不容易体现出来。'''六、扩展''' 利用以上方式，也可以在后期人为给图片添加上景深信息，然后进行显示，效果仍然可以接受。不过对整幅图片做这种处理无疑是挺麻烦一件事，因此以下效果图纯来自于某二次元宅窝，非本人制作：

顺便一提：opengl 作为一个跨平台的工具，按照以上步骤实现了景深图片的3d渲染功能，就可以让我们能在多种平台上实现此效果。

以上效果图全部来自于网络。

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