CN104537697A - 一种渐进模糊动画的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种渐进模糊动画的实现方法，所述方法包括：先将动画划分为T个阶段，其包含T+1个阶段的关键帧；预设动画关键帧图像的最大模糊半径为R；根据模糊半径r＝i·R/T公式，模糊处理得出第i、i+1个关键帧模糊图像；求过渡帧图像处于第i个分界点与第i+1分界点之间的进度p＝(r-i·R/T)/(R/T)，将第i+1个分界点的关键帧模糊图像以进度p作为不透明度，混合到第i个分界点的关键帧模糊图像上，得出过渡帧模糊图像；将各分界点的关键帧模糊图像与分界点间的过渡帧模糊图像依次呈现，得出渐进模糊动画。简化了动画过程中的帧图像模糊处理过程，动画展现效果流畅。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种渐进模糊动画的实现方法。
背景技术
现时图像处理技术领域，多采用模糊代替了遮罩表达层次关系，但由于模糊的计算相对比较复杂，相比遮罩来说运算量要高很多，如果运用到动画效果中，因为动画的表现要求实时性，即要满足每秒钟30次以上的画面刷新才不会造成视觉上的卡顿、不连贯，这需要设备具有更强的处理能力。传统的模糊算法在计算上有一定的复杂性，而且计算复杂度和屏幕分辨率成正比，尤其在高分辨率大屏幕手机上，实现渐进模糊具有很强的挑战性。
发明内容
本发明的目的，就是克服现有技术的不足，提供一种优化动画帧图像模糊绘制过程，实现流畅渐进模糊动画效果的渐进模糊动画的实现方法。
为了达到上述目的，采用如下技术方案：一种渐进模糊动画的实现方法，所述方法包括以下步骤：
先将动画划分为T个阶段，其包含T+1个阶段的分界点i，0≤i≤T，作为关键帧；
预设动画关键帧图像的最大模糊半径为R；
当处于第i个分界点时，该分界点的关键帧图像的模糊半径r＝i·R/T；
根据所得模糊半径r对第i个分界点的关键帧图像进行模糊处理，得出第i个分界点的关键帧模糊图像；同理，可得到第i+1个分界点的关键帧模糊图像；
求处于第i个分界点与第i+1分界点之间的过渡帧模糊图像：
先求过渡帧图像处于第i个分界点与第i+1分界点之间的进度p＝(r-i·R/T)/(R/T)，0％≤p≤100％；
将第i+1个分界点的关键帧模糊图像以进度p作为不透明度，混合到第i个分界点的关键帧模糊图像上，得出过渡帧模糊图像；
将各分界点的关键帧模糊图像与分界点间的过渡帧模糊图像依次呈现，得出渐进模糊动画。
进一步，所述根据所得模糊半径r对第i个分界点的关键帧图像进行模糊处理的具体过程如下：
第一次模糊处理：对关键帧图像的每一个像素，取其横向模糊半径范围[-r,r]的像素，使用一维高斯函数作为权重，计算颜色的加权平均和，填充到临时图片中；
第二次模糊处理：对临时图片的每一个像素，取其纵向模糊半径范围[-r,r]的像素，使用一维高斯函数作为权重，计算颜色的加权平均和，填充到结果图片中，即模糊处理得出的关键帧模糊图像。
优选地，所述模糊处理通过OpenGL的着色语言GLSL编程，在图形处理器GPU上执行模糊算法。
优选地，所述模糊处理的过程还包括：
对关键帧图像降低采样频率，使用比关键帧图像较小尺寸的临时图片，将分界点的关键帧图像缩小到临时图片的尺寸并作第一次模糊处理。
优选地，所述模糊处理的过程还包括：
对结果图片降低采样频率，使用和临时图片同样大尺寸的结果图片，临时图片做第二次模糊处理绘制到结果图片后，再将结果图片按照原关键帧图像尺寸大小进行放大绘制。
优选地，所述第一次模糊处理时，限制计算加权平均和的计算量，即当模糊半径为r时，在[-r,r]范围内均匀地取k个像素来计算加权平均和。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过对动画进行划分，按照预设的动画关键帧图像的最大模糊半径，得出各分界点的关键帧模糊图像；再将前一分界点的关键帧模糊图像与后一分界点的关键帧模糊图像进行透明混合处理，得出分界点之间的过渡帧模糊图像；将各分界点的关键帧模糊图像与分界点间的过渡帧模糊图像依次排列呈现，得出渐进模糊动画，简化了动画过程中的关键帧图像模糊处理过程，以满足每秒钟30次以上的画面刷新不会造成视觉上的卡顿、不连贯的动画展现效果；另外，对关键帧图像的模糊绘制算法进行了优化，采用一维高斯模糊函数分两步对关键帧图像进行模糊处理，以代替二维的高斯模糊算法，简化了关键帧图像的模糊处理算法，加快了模糊处理绘制的过程，以满足动画展现流畅的效果。
附图说明
图1本发明渐进模糊动画的实现方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方法来详细说明本发明，在本发明的示意性实施及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，一种渐进模糊动画的实现方法，所述方法包括以下步骤：
S101：先将动画划分为T个阶段，其包含T+1个阶段的分界点i，0≤i≤T，作为关键帧；
S102：预设动画关键帧图像的最大模糊半径为R；
S103：当处于第i个分界点时，该分界点的关键帧图像的模糊半径r(i)＝i·R/T；当处于第i+1个分界点时，该分界点的关键帧图像的模糊半径r(i+1)＝(i+1)·R/T；
S104：根据所得模糊半径r(i)、r(i+1)分别对第i、i+1个分界点的关键帧图像进行模糊处理；
S105：第一次模糊处理：对关键帧图像的每一个像素，取其横向模糊半径范围[-r,r]的像素，使用一维高斯函数作为权重，计算颜色的加权平均和，填充到临时图片中；
S106：第二次模糊处理：对临时图片的每一个像素，取其纵向模糊半径范围[-r,r]的像素，使用一维高斯函数作为权重，计算颜色的加权平均和，填充到结果图片中，即模糊处理得出的关键帧模糊图像；
一维高斯函数公式为：
因为二维高斯函数是两个一维高斯函数的乘积，即G(x,y)＝f(x)×f(y)，因此采用两次处理的方式，近似计算次数从4r2变为4r，大大减少了运算的次数，当r越大，优化越明显；
所述模糊处理通过OpenGL的着色语言GLSL编程，在图形处理器GPU上执行模糊算法，GPU具有并行性好的优点，比CPU更适合执行模糊等图像处理算法；此外，这要求了使用OpenGL的帧缓冲区Frame Buffer来充当临时图片。
为了更进一步优化，对关键帧图像降低采样频率，使用比关键帧图像较小尺寸的临时图片，将分界点的关键帧图像缩小到临时图片的尺寸并作第一次模糊处理。对于OpenGL，缩小的操作仅仅是改变图片顶点位置，并不需要多余的计算和多余的临时图片；如果采用C等编程语言在CPU上执行算法，则应在遍历像素的时候隔行隔列处理。
为了更进一步优化，对结果图片降低采样频率，使用和临时图片同样大尺寸的结果图片，临时图片做第二次模糊处理绘制到结果图片后，再将结果图片按照原关键帧图像尺寸大小进行放大绘制；绘制时，OpenGL的双线性过滤是开启的，因此不会造成马赛克现象。按照实践的效果来看，关键帧图像的长和宽相对临时图片的长和宽的比例设在4～8这个范围内是足够好的。
为了更进一步优化，第一次模糊处理时，限制计算加权平均和的计算量，即当模糊半径为r时，在[-r,r]范围内均匀地取k个像素来计算加权平均和。
为了更进一步优化，在允许取中等的绘制质量时(例如渐进模糊动画时)，采用帐篷函数代替一维高斯函数，计算量更小。
S107：求处于第i个分界点与第i+1分界点之间的过渡帧模糊图像，先求过渡帧图像处于第i个分界点与第i+1分界点之间的进度p＝(r-i·R/T)/(R/T)，0％≤p≤100％；
S108：将第i+1个分界点的关键帧模糊图像以进度p作为不透明度，混合到第i个分界点的关键帧模糊图像上，得出过渡帧模糊图像；
S109：将各分界点的关键帧模糊图像与分界点间的过渡帧模糊图像依次呈现，得出渐进模糊动画。
优选地，考虑到内存或者显存(使用GPU程序时)的限制，不能同时保存T+1张模糊后的图片，只使用两张缓存图片P1和P2作为循环队列来存储模糊图片，当动画从一个阶段进行到前一个或者后一个相邻阶段时，只需要更新其中一张缓存图片。
本发明通过对动画进行划分，按照预设的动画关键帧图像的最大模糊半径，得出各分界点的关键帧模糊图像；再将前一分界点的关键帧模糊图像与后一分界点的关键帧模糊图像进行透明混合处理，得出分界点之间的过渡帧模糊图像；将各分界点的关键帧模糊图像与分界点间的过渡帧模糊图像依次排列呈现，得出渐进模糊动画，简化了动画过程中的关键帧图像模糊处理过程，以满足每秒钟30次以上的画面刷新不会造成视觉上的卡顿、不连贯的动画展现效果；另外，对关键帧图像的模糊绘制算法进行了优化，采用一维高斯模糊函数分两步对关键帧图像进行模糊处理，以代替二维的高斯模糊算法，简化了关键帧图像的模糊处理算法，加快了模糊处理绘制的过程，以满足动画展现流畅的效果。
本发明的渐进动画可以支持交互，动画可以根据用户触摸的位置，向着模糊半径变大的方向进行，也可以向着模糊半径变小的方向进行。
本实施例所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计算设备或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种渐进模糊动画的实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
先将动画划分为T个阶段，其包含T+1个阶段的分界点i，0≤i≤T，作为关键帧；
预设动画关键帧图像的最大模糊半径为R；
当处于第i个分界点时，该分界点的关键帧图像的模糊半径r＝i·R/T；
根据所得模糊半径r对第i个分界点的关键帧图像进行模糊处理，得出第i个分界点的关键帧模糊图像；同理，可得到第i+1个分界点的关键帧模糊图像；
求处于第i个分界点与第i+1分界点之间的过渡帧模糊图像：
先求过渡帧图像处于第i个分界点与第i+1分界点之间的进度p＝(r-i·R/T)/(R/T)，0％≤p≤100％；
将第i+1个分界点的关键帧模糊图像以进度p作为不透明度，混合到第i个分界点的关键帧模糊图像上，得出过渡帧模糊图像；
将各分界点的关键帧模糊图像与分界点间的过渡帧模糊图像依次呈现，得出渐进模糊动画。
2.如权利要求1所述的渐进模糊动画的实现方法，其特征在于，所述根据所得模糊半径r对第i个分界点的关键帧图像进行模糊处理的具体过程如下：
第一次模糊处理：对关键帧图像的每一个像素，取其横向模糊半径范围[-r,r]的像素，使用一维高斯函数作为权重，计算颜色的加权平均和，填充到临时图片中；
第二次模糊处理：对临时图片的每一个像素，取其纵向模糊半径范围[-r,r]的像素，使用一维高斯函数作为权重，计算颜色的加权平均和，填充到结果图片中，即模糊处理得出的关键帧模糊图像。
3.如权利要求2所述的渐进模糊动画的实现方法，其特征在于，所述模糊处理通过OpenGL的着色语言GLSL编程，在图形处理器GPU上执行模糊算法。
4.如权利要求2所述的渐进模糊动画的实现方法，其特征在于，所述模糊处理的过程还包括：
对关键帧图像降低采样频率，使用比关键帧图像较小尺寸的临时图片，将分界点的关键帧图像缩小到临时图片的尺寸并作第一次模糊处理。
5.如权利要求4所述的渐进模糊动画的实现方法，其特征在于，所述模糊处理的过程还包括：
对结果图片降低采样频率，使用和临时图片同样大尺寸的结果图片，临时图片做第二次模糊处理绘制到结果图片后，再将结果图片按照原关键帧图像尺寸大小进行放大绘制。
6.如权利要求2所述的渐进模糊动画的实现方法，其特征在于，所述第一次模糊处理时，限制计算加权平均和的计算量，即当模糊半径为r时，在[-r,r]范围内均匀地取k个像素来计算加权平均和。
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