Описание быстрого и стабильного Motion blur алгоритма

Всем привет, эта статья является краткой выжимкой другой статьи: Guertin, Jean-Philippe & McGuire, M. & Nowrouzezahrai, D.. (2014). A fast and stable feature-aware motion blur filter. High-Performance Graphics 2014, HPG 2014 - Proceedings. 51-60.

В ней описан алгоритм Motion blur эффекта, который был предложен авторами оригинальной статьи.

Итак, сам алгоритм:

Изображение разбивается на тайлов для максимального радиуса размытия пространства изображения , что обеспечивает влияние на каждый пиксель не более чем его окрестности тайла.

*Векторы скоростей пикселей. Зеленым показана доминирующая скорость в тайле*

У каждого пикселя вычисляется своя скорость:

$V[x,y]={v(p_{x,y})over 2r} * {max(min)|v(p_{x,y})|*E,r),0.5)over |v(p_{x,y})|+ε} +0.5$

где $ε=10^{-5}$ , а — время экспозиции в секундах.

Каждому тайлу присваивается одна доминирующая скорость окрестности $v_{max}$

Доминирующие векторы скоростей в тайле. Зеленым показан доминирующий вектор скорости среди соседних тайлов
Пиксельная () и доминантная ( $v_{max}$ ) скорости пикселя p обрабатываются следующим образом: размещается ряд сэмплов вдоль центрального направления, интерполируя между нормированными направлениями и перпендикуляром к доминанте $v_{max}^⊥$ по мере уменьшения скорости пикселя до минимального порога пользователя :

$v_c(p)=lerp(norm(v(p)),v_{max}^⊥,(||v(p)||-0.5)/γ$

Сэмлирование направлений $v_{max}$ (зеленый), $v_{max}^⊥$ (желтый) и (голубой)
На каждом тайле вычисляется угловая разница между максимальными скоростями тайла и ее соседей:

$u=1-{1over|N|}sum_{t∈N}abs[v_{max}(t)*v_{max}({overline t})]$

где — множество ) соседних тайлов вокруг (и включая) тайла.

Дисперсия (зеленый) для тайлов, соседствующих с пикселем (красный) — *Дисперсия (зеленый) для тайлов, соседствующих с пикселем* *(красный)*

Задается изначальный вес центра:

$w_p=||v_c||^{-1}*N/k$

где - пользовательский параметр для изменения его важности.

Вычисляется цвет центра:

$C_{blur}=C[p]*w_p$

где — цвет пикселя.

Для каждого нового сэмпла S выполняются следующие шаги:

8.1 Задается значение , которое равно если номер сэмпла нечетный или $v_{max}*(1-u)*N$ если нечетный.

8.2 Стохастически смещается поиск текстуры с максимальной скоростью соседства $v_{max}$ для пикселей, расположенных у края плитки, используя простой линейный спад с управляемым наклоном .

Сэмплирование $v_{max}$ изменяется с большей вероятностью ближе к границам плитки

8.3 Рассчитываются параметры точки :

$T=t*||v_{max}|| \S=⎣t*d⎦+p\colorSample=color[S]$

8.4 Рассчитываются классификаторы для переднего и заднего плана:

$f=zCompare(Z[p],Z[S])\b=zCompare(Z[S],Z[p])$

где — значение глубины пикселя, а имеет следующий вид:

$zCompare[Z_a,Z_b]=min(max(0,1-{(Z_a-Z_b)over min(Z_a,Z_b)}),1)$

8.5 Вычисляется вес данного сэмпла:

$weight=f*cone(T,1/||V[S]||)*norm(V[S])*d+ \b*cone(T,1/||v_c||)*v_c*d+\cylinder(T,min(||V[S]||,||v_c||)*max(norm(V[S])*d,v_c*d)*2$

где функциязадается следующим образом:

а функцияимеет следующий вид:

8.6 К изначальному весу центраприбавляется вес сэмпла

8.7 Рассчитывается цвет сэмпла учитывающий его вес:

8.8 К цвету центра $С_{blur}$ прибавляется цвет сэмпла

Рассчитывается результат:

$result=C_{blur}/w_p$

Вот и все, это весь алгоритм. Надеюсь, эта статья поможет разработчикам компьютерной графики или тем, кто только начинает свой путь в этом ремесле. Всем спасибо за внимание!

Автор: ainurdada

Источник ^[1]

Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/razrabotka-igr/398825

Ссылки в тексте:

[1] Источник: https://habr.com/ru/articles/848978/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=848978

Нажмите здесь для печати.