本申請(qǐng)涉及圖形仿真，尤其涉及一種軟陰影生成方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的仿真測(cè)試中，對(duì)傳感器畫面的陰影效果的準(zhǔn)確仿真能夠使仿真場(chǎng)景更加接近真實(shí)場(chǎng)景，從而能夠?qū)ψ詣?dòng)駕駛系統(tǒng)的視覺感知和物體檢測(cè)等功能進(jìn)行更加準(zhǔn)確、有效和可靠的測(cè)試，有助于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)更好地適應(yīng)于真實(shí)世界中的駕駛場(chǎng)景。在陰影效果的仿真中，軟陰影效果被用來模擬現(xiàn)實(shí)中的陰影邊緣模糊的效果，使得陰影看起來更加自然和真實(shí)，進(jìn)一步提高仿真環(huán)境的視覺逼真度。

2、傳統(tǒng)方法對(duì)于傳感器畫面中的軟陰影的計(jì)算主要采用陰影映射(shadowmapping)和按比例近場(chǎng)濾波(percentage?close?filtering，簡稱pcf)的方式來實(shí)現(xiàn)，通常需要通過泊松采樣來進(jìn)行陰影采樣，從的帶目標(biāo)場(chǎng)景的軟陰影。然而，由于泊松采樣是一個(gè)多次通過－拒絕的方式，迭代次數(shù)較多，實(shí)際采樣點(diǎn)比實(shí)際所需要的采樣點(diǎn)要多得多，算力資源消耗大，計(jì)算效率低，難以保證軟陰影的生成質(zhì)量和及時(shí)性，難以適用于對(duì)時(shí)效性要求較高的仿真任務(wù)。同時(shí)，傳統(tǒng)泊松采樣依賴隨機(jī)函數(shù)，其結(jié)果也并非確定的，對(duì)于對(duì)確定性依賴很強(qiáng)的仿真任務(wù)而言并不適用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)主要提供一種軟陰影生成方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有的軟陰影效果的計(jì)算效率低的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案是：提供一種軟陰影生成方法。該軟陰影生成方法包括：獲取目標(biāo)場(chǎng)景在光源視角下的深度圖，及所述目標(biāo)場(chǎng)景在相機(jī)視角下的相機(jī)圖像；將所述相機(jī)圖像轉(zhuǎn)換到所述深度圖的光源視角坐標(biāo)系下，以得到轉(zhuǎn)換圖像；基于阿基米德螺線對(duì)所述轉(zhuǎn)換圖像中各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的附近像素點(diǎn)進(jìn)行采樣，得到每一所述像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的多個(gè)采樣點(diǎn)；比較各所述采樣點(diǎn)在所述轉(zhuǎn)換圖像中的第一深度值與各所述采樣點(diǎn)在所述深度圖中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的第二深度值之間的大小，以評(píng)估對(duì)應(yīng)所述像素點(diǎn)的被遮擋程度，并基于所述被遮擋程度調(diào)節(jié)所述相機(jī)圖像中對(duì)應(yīng)所述像素點(diǎn)的亮度值，以得到所述目標(biāo)場(chǎng)景的軟陰影。

3、在一些實(shí)施例中，所述基于阿基米德螺線對(duì)所述轉(zhuǎn)換圖像中各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的附近像素點(diǎn)進(jìn)行采樣，得到每一所述像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的多個(gè)采樣點(diǎn)，包括：以所述像素點(diǎn)為原點(diǎn)生成所述阿基米德螺線；每隔預(yù)設(shè)采樣間隔角度在所述阿基米德螺線上選取對(duì)應(yīng)的所述采樣點(diǎn)，其中，所述采樣點(diǎn)與所述像素點(diǎn)的距離不超過預(yù)設(shè)最大極徑。

4、在一些實(shí)施例中，所述每隔預(yù)設(shè)采樣間隔角度在所述阿基米德螺線上選取對(duì)應(yīng)的所述采樣點(diǎn)，基于公式其中，r為不大于預(yù)設(shè)最大極徑rmax的采樣點(diǎn)極徑，θ為采樣點(diǎn)極角，θinit為采樣初始角度，θinterval為所述預(yù)設(shè)采樣間隔角度，a為所述阿基米德螺線的預(yù)設(shè)初始參數(shù)，b為所述阿基米德螺線的預(yù)設(shè)增長參數(shù)，n為小于預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)目nmax的自然數(shù)。

5、在一些實(shí)施例中，所述采樣初始角度的計(jì)算公式為：θinit＝(x*prime_a+y*prime_b)mod?prime_c?mod?360，其中，θinit為所述采樣初始角度，(x,y)為所述像素點(diǎn)在所述光源視角坐標(biāo)系下的位置坐標(biāo)，prime_a、prime_b及prime_c為數(shù)量級(jí)大于所述相機(jī)圖像的像素?cái)?shù)量級(jí)且互不相同的極大素?cái)?shù)。

6、在一些實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)初始參數(shù)和所述預(yù)設(shè)增長參數(shù)滿足公式：a+b*(nmax-1)*θinterval≤rmax，其中，a為所述預(yù)設(shè)初始角度b為所述預(yù)設(shè)增長參數(shù)，rmax為所述預(yù)設(shè)最大極徑，nmax為所述預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)目，θinterval為所述預(yù)設(shè)采樣間隔角度。

7、在一些實(shí)施例中，所述每隔預(yù)設(shè)采樣間隔角度在所述阿基米德螺線上選取對(duì)應(yīng)的所述采樣點(diǎn)之后，還包括：選取一組所述采樣點(diǎn)形成對(duì)應(yīng)的所述像素點(diǎn)的預(yù)采樣列表；基于所述轉(zhuǎn)換圖像中各所述像素點(diǎn)之間的位置關(guān)系，通過對(duì)所述預(yù)采樣列表進(jìn)行位置變換，以得到對(duì)應(yīng)于各所述像素點(diǎn)的采樣點(diǎn)。

8、在一些實(shí)施例中，所述比較各所述采樣點(diǎn)在所述轉(zhuǎn)換圖像中的第一深度值與各所述采樣點(diǎn)在所述深度圖中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的第二深度值之間的大小，以評(píng)估對(duì)應(yīng)所述像素點(diǎn)的被遮擋程度，并基于所述被遮擋程度調(diào)節(jié)所述相機(jī)圖像中對(duì)應(yīng)所述像素點(diǎn)的亮度值，以得到所述目標(biāo)場(chǎng)景的軟陰影，包括：在所述第一深度值大于所述第二深度值時(shí)，將所述采樣點(diǎn)作為被遮擋點(diǎn)；將各所述像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述采樣點(diǎn)中所述被遮擋點(diǎn)的占比作為所述像素點(diǎn)的所述被遮擋程度；基于所述被遮擋程度調(diào)節(jié)所述像素點(diǎn)在所述相機(jī)圖像中的亮度值，以得到所述目標(biāo)場(chǎng)景的軟陰影。

9、為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種軟陰影生成裝置，該軟陰影生成裝置包括：獲取模塊，用于獲取目標(biāo)場(chǎng)景在光源視角下的深度圖，及所述目標(biāo)場(chǎng)景在相機(jī)視角下的相機(jī)圖像；轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述相機(jī)圖像轉(zhuǎn)換到所述深度圖的光源視角坐標(biāo)系下，以得到轉(zhuǎn)換圖像；采樣模塊，用于基于阿基米德螺線對(duì)所述轉(zhuǎn)換圖像中各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的附近像素點(diǎn)進(jìn)行采樣，得到每一所述像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的多個(gè)采樣點(diǎn)；生成模塊，用于比較各所述采樣點(diǎn)在所述轉(zhuǎn)換圖像中的第一深度值與各所述采樣點(diǎn)在所述深度圖中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的第二深度值之間的大小，以評(píng)估所述像素點(diǎn)的被遮擋程度，并基于所述被遮擋程度調(diào)節(jié)所述相機(jī)圖像中對(duì)應(yīng)所述像素點(diǎn)的亮度值，以得到所述目標(biāo)場(chǎng)景的軟陰影。

10、為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，該存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有程序數(shù)據(jù)，其特征在于，所述程序數(shù)據(jù)被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述的軟陰影生成方法的步驟。

11、為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，該計(jì)算機(jī)設(shè)備包括相互連接的處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上述的軟陰影生成方法的步驟。

12、本申請(qǐng)的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本申請(qǐng)公開了一種軟陰影生成方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)設(shè)備。本申請(qǐng)通過阿基米德螺線對(duì)由相機(jī)視角下的相機(jī)圖像轉(zhuǎn)換得到的轉(zhuǎn)換圖像進(jìn)行采樣，并通過采樣點(diǎn)在轉(zhuǎn)換圖像中的深度值和采樣點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)在光源視角下的深度圖中的深度值進(jìn)行比較，從而確定對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的被遮擋程度，并基于該被遮擋程度調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的亮度值，得到目標(biāo)場(chǎng)景的軟陰影。該方法基于阿基米德螺線的采樣能夠更均勻、更具確定性地覆蓋到像素點(diǎn)附近的區(qū)域，避免了過度采樣和采樣遺漏的情況，該基于阿基米德路線的采樣方式實(shí)施簡單且不需要額外重復(fù)地進(jìn)行采樣和計(jì)算，算力要求低，有利于提升軟陰影生成的效率，能夠生成準(zhǔn)確、平滑和可靠的軟陰影效果，有利于提高仿真場(chǎng)景下的仿真表現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.一種軟陰影生成方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟陰影生成方法，其特征在于，所述基于阿基米德螺線對(duì)所述轉(zhuǎn)換圖像中各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的附近像素點(diǎn)進(jìn)行采樣，得到每一所述像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的多個(gè)采樣點(diǎn)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟陰影生成方法，其特征在于，所述每隔預(yù)設(shè)采樣間隔角度在所述阿基米德螺線上選取對(duì)應(yīng)的所述采樣點(diǎn)，基于下列公式進(jìn)行：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軟陰影生成方法，其特征在于，所述采樣初始角度的計(jì)算公式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軟陰影生成方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)初始參數(shù)和所述預(yù)設(shè)增長參數(shù)滿足公式：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟陰影生成方法，其特征在于，所述每隔預(yù)設(shè)采樣間隔角度在所述阿基米德螺線上選取對(duì)應(yīng)的所述采樣點(diǎn)之后，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟陰影生成方法，其特征在于，所述比較各所述采樣點(diǎn)在所述轉(zhuǎn)換圖像中的第一深度值與各所述采樣點(diǎn)在所述深度圖中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的第二深度值之間的大小，以評(píng)估對(duì)應(yīng)所述像素點(diǎn)的被遮擋程度，并基于所述被遮擋程度調(diào)節(jié)所述相機(jī)圖像中對(duì)應(yīng)所述像素點(diǎn)的亮度值，以得到所述目標(biāo)場(chǎng)景的軟陰影，包括：

8.一種軟陰影生成裝置，其特征在于，包括：

9.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有程序數(shù)據(jù)，其特征在于，所述程序數(shù)據(jù)被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的軟陰影生成方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，其特征在于，包括相互連接的處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的軟陰影生成方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種軟陰影生成方法、裝置、存儲(chǔ)介質(zhì)及計(jì)算機(jī)設(shè)備。該軟陰影生成方法包括：獲取目標(biāo)場(chǎng)景在光源視角下的深度圖，及目標(biāo)場(chǎng)景在相機(jī)視角下的相機(jī)圖像；將相機(jī)圖像轉(zhuǎn)換到深度圖的光源視角坐標(biāo)系下，以得到轉(zhuǎn)換圖像；基于阿基米德螺線對(duì)轉(zhuǎn)換圖像中各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的附近像素點(diǎn)進(jìn)行采樣，得到每一像素點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的多個(gè)采樣點(diǎn)；比較各采樣點(diǎn)在轉(zhuǎn)換圖像中的第一深度值與各采樣點(diǎn)在深度圖中的第二深度值之間的大小，以評(píng)估對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的被遮擋程度，并基于被遮擋程度調(diào)節(jié)相機(jī)圖像中對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)的亮度值，以得到目標(biāo)場(chǎng)景的軟陰影。通過上述方法，本申請(qǐng)能夠均勻快速地對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行選取，提高軟陰影生成的效率，生成準(zhǔn)確、平滑和可靠的軟陰影效果。

技術(shù)研發(fā)人員：劉宇辰,李應(yīng)金,董智珩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳元戎啟行科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2