【轉載】圖像與圖形多媒體的幾個熱門發展方向

 關鍵詞圖形圖象                                          

 

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1.數字風景
數字風景在遊戲中很重要,真實場景可以大大豐富玩家在遊戲過程中的體驗。傳統的圖形流水線將表面渲染爲帶紋理貼圖的多邊形, 但是這種方法在模仿真實世界的表面時,效果差強人意。基於這樣的原因,大部分的遊戲多多少少看起來都有點不真實。最新的顯卡,例如在Xbox中使用的,是有頂點渲染器和像素渲染器的圖形處理器(GPU)。這些GPU使實時渲染逼真的表面成爲可能。數字風景這個方向將爲遊戲開發人員開發一系列相關技術,使他們能夠實時的渲染逼真的自然場景。特別是,不僅將爲遊戲開發人員提供實時渲染引擎,而且還爲藝術創作人員提供易用的場景編輯環境。
(1) 海洋模擬
在現有的實時應用中,海洋表面通常被模擬成帶紋理貼圖或凹凸貼圖的平面,具有一些簡單的光影效果。現有的系統可以渲染平靜的海洋波浪,並且有複雜的光影效果,在配備GeForce3顯卡的680MHZ奔騰III PC上能達到100fps. 波浪的幾何模型是用視角相關的動態位移貼圖來表示的,而表面的細節則是用動態凹凸貼圖來描述的。光照模型包括反射和折射,以及最重要的費涅爾現象,就是這個費涅爾現象才真正給人以水的感覺。

(2) 樹幹渲染
樹幹的表面細節是決定其視覺效果的最主要因素,這些視覺效果包括複雜的陰影、遮擋和輪廓。目前有人提出了一種新的方法,能爲樹幹的表面細節建立逼真的模型,並有效的渲染前面提到的各種視覺效果。建模方面,我們的系統是基於圖像的:以單個樹幹的照片作爲輸入,生成帶紋理的高度場作爲輸出的樹幹樣本。有了這個樣本以後,我們就可以生成樹的主幹和枝幹的表面細節。渲染方面,一種新的技術,稱之爲基於視點的位移貼圖(VDM),它沿着視角的方向來表示位移。和傳統的位移貼圖不同,VDM可以有效的渲染陰影、遮擋和輪廓等視覺效果,而不增加對應的表面幾何網格的複雜度。VDM是基於逐像素處理的技術,有了圖形硬件的支持,可以實時渲染具有高度真實感的物體表面細節。

    2.面部表情合成
通過面部表情合成系統,使用者只需給定面部特徵點的位置,系統就能夠生成相應的面部表情,並且包含逼真的細節,比如人臉中的皺紋就是從若干示例照片獲得的。系統生成的結果是看起來很自然的面部表情。我們還將展現靜態的和連續的面部表情;以及三維的面部動畫。通過將這個系統和以前的面部表情映射系統的結合,我們能夠在任何面部圖像上產生連續的面部表情序列,這個技術可以應用到名人或雕像上,即使他們沒有可用的表情示例。因爲大部分已有的面部動畫系統都是通過移動特徵點來產生面部表情,我們可以運用我們的技術來改善這些系統,使它們能生成更真實自然的面部表情。動畫創作人員也可以使用我們的系統,只需提供若干示例,就能夠創建具有細微皮膚變形的任意三維面部表情。


    3.外觀建模
自然世界中的每個表面都有其特有的光線反射和穿透特性,因此在一定的光照條件之下,就會產生特有的外觀。外觀建模的目標就是抓住真實世界中各種表面的豐富特性。目前的焦點之一是雙向紋理函數(BTF)。最近的工作包括任意表面上的BTF生成,基於GPU的BTF實時渲染,毛狀物體(如毛衣)的高度真實感渲染等。


    4.紋理合成
紋理合成在計算機視覺和圖形領域是一個已經被深入研究過的問題。

    5.基於圖像的渲染
這是一個很有前景的領域。最近的工作包括對在線虛擬環境的建模和渲染,其中使用了同心拼圖和對光場的操作(如光場變形)等技術。

圖形學還是很有搞頭的。
由於真實感的建模有一定的侷限性,現在的趨勢是將計算機視覺和圖形學結合起來,去年siggraph中singbing kang他們發表了這樣一篇論文被評爲跨時代的進展。
紋理合成我搞過,個人認爲紋理合成已經被做死了。基本熵已經都被一幫bt做光了。
image based rendering你提到的技術也是做光的技術。
那個BTF,是MSRA前年在siggraph上發的文章。
建議看看今年的siggraph。

視頻編碼方面,我覺得研究的前沿是scalable video coding, multiview video coding and high definition mosaic based video coding 這些。
svc是最最火的。今年JVT在香港的一次會議就是專門討論這個方面的。現在的H.264 extension中就是在做SVC. 做這方面比較牛的是 hhi 和MSRA 的3d wavelet codec.這方面的坑比較多,想怎麼挖就怎麼挖。相關的頂級期刊是CSVT

計算機視覺方面的坑決不少於CG方面的,但是太多了不知從何說起。
主流的期刊會議是
PAMI, CVPR, IJCV ICCV (BMVC CVIU ICIP 較低)

國內的研究情況是,CG是最樂觀的。MSRA中科院計算所浙大在國際頂級會議上有不少論文。今年BT的MSRA居然發了12篇還是17篇。比他到中國以來發的總數還多。
video 方面也還行,MSRA和幾個高校提的draft給JVT收了。我記得是上交,清華華南理工,中山大學,哈工大提了幾個,清華的肯定是收了。其他幾個記不清了。MSRA就太多了。現在SVC可是MSRA挑頭的。現在研究比較多的PFGS(對應於MPEG4中的FGS)就是MSRA提出來的。
CV方面,今年的CVPR清華,北大,港科大,上交,MSRA發的比較多。特別是港科大發了7篇,其中有一個禽獸一個人發了6篇。上交是0的突破。

西北地區唯一的一篇PMAI (PR, CV領域內的頂級期刊)
是西交鄭南寧的學生在MSRA期間發的。

雖然各個領域有各個領域的坑可挖,但是要挖高水平的坑難度還是很大的。而且是在相互比時間,經常會遇到這樣的情況,你的idea剛做完。別人和你類似的idea已經在某會議上發表了。

research is a competition of speed & smart。

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