一种实时渲染的方法及设备技术

本发明专利技术实施例公开了一种实时渲染的方法及设备。本发明专利技术实施例方法包括：对于待渲染的目标物体上的每一个目标点，根据预置追踪参数从目标点向光源的方向进行光线追踪，预置追踪参数包括预置多条路径及多条路径中每条路径对应的方向；从多条路径中确定目标路径；根据目标路径确定目标点对应的光线入射点；根据目标物体的纹理信息计算光线入射点的第一光强度；根据第一光强度及光线入射点到目标点的距离计算目标点的第二光强度；将第二光强度渲染到目标点的颜色上。本发明专利技术实施例中还提供了一种实时渲染的设备，本发明专利技术实施例中，基于物理原理的光线追踪，渲染能够更精确的接近真实效果，提高处理精度。

【技术实现步骤摘要】
一种实时渲染的方法及设备
本专利技术涉及计算机领域，尤其涉及一种实时渲染的方法及设备。
技术介绍
目前计算机图像学在影视制作、虚拟现实、科学计算可视化、地理信息系统、电子游戏等各个方面都有着广泛的应用。其中实时渲染技术在电子游戏中起着关键作用。通常，计算机模拟的自然界中的物体表面都是硬质表面或接近硬质,光线照到表面之后会直接向一个或多个方向反射，比如地板、墙壁、不绣钢。但是自然界中的所有非传导性的物体都表现出一定程度的次表面散射和吸收特性，也就是说光线照到表面之后一部分光线会穿透表面进入物体内部，然后光线在物体内部发生吸收后再从物体表面的另一个位置射出来，这种物体具有次表面散射特性，例如，次表面散射材质的应用比较广泛，比如游戏和电影中的人脸、皮肤、玉石、蜡烛等用次表面散射材质。光线吸收是模拟半透明材质最重要的因素之一，光线在物质中传播得越远，表明光线被散射和吸收得就越厉害。因此，对于次表面散射的材质的实时渲染需要测试光在物质中传播的距离。现有技术中，估算这个距离的方法大多使用深度映射，该深度映射的方法为：在第一遍渲染中，从光源的视点渲染场景，存储从光源到某个点的距离。然后使用标准的投射纹理映射，再把这个图像投射回场景。请结合图1进行理解，在渲染目标物体时，给定一个要着色的点，查询这个点对应的纹理，得到从光源到表面上入射点之间的第一距离(di)和从光源到射出点之间的第二距离(do)，第二距离减去第一距离，得到光线在物体中传播的距离(s)。得到光传播的距离后便可以得到出射点的光强度。深度映射的方法是建立在假设光在物体中是以直线传播的基础上，从而获得光线在物体中传播的距离，进而得到光线出射点的光强度，出射点的光强度精度低，导致实时渲染缺乏真实度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种实时渲染的方法及设备，用于提高处理精度。第一方面，本专利技术实施例中提供了一种实时渲染的方法，包括：对于待渲染的目标物体上的每一个目标点，根据预置追踪参数从所述目标点向光源的方向进行光线追踪，所述预置追踪参数包括预置多条路径及所述多条路径中每条路径对应的方向；从所述多条路径中确定目标路径；根据所述目标路径确定所述目标点对应的光线入射点；根据所述目标物体的纹理信息计算所述光线入射点的第一光强度；根据所述第一光强度及所述光线入射点到目标点的距离计算所述目标点的第二光强度；将所述第二光强度渲染到所述目标点的颜色上。第二方面，本专利技术实施例中提供了一种实时渲染的设备，包括：光线追踪模块，用于对于待渲染的目标物体上的每一个目标点，根据预置追踪参数从所述目标点向光源的方向进行光线追踪，所述预置追踪参数包括预置多条路径及所述多条路径中每条路径对应的方向；路径确定模块，用于从所述光线追踪模块追踪的所述多条路径中确定目标路径；入射点确定模块，用于根据所述路径确定模块确定的所述目标路径确定所述目标点对应的光线入射点；第一计算模块，用于根据所述目标物体的纹理信息计算所述入射点确定模块确定的所述光线入射点的第一光强度；第二计算模块，用于根据所述第一计算模块计算的所述第一光强度及所述光线入射点到目标点的距离计算所述目标点的第二光强度；第一渲染模块，用于将所述第二计算模块计算的所述第二光强度渲染到所述目标点的颜色上。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例中，通过光线追踪的方法对具有次表面散射效果的物体进行实时渲染，根据光学原理，模拟光线通过目标物体时，光线会发生折射并不是沿直线传播的，对于待渲染的目标物体上的每一个目标点，根据预置追踪参数从所述目标点向光源的方向进行光线追踪，所述预置追踪参数包括预置多条路径及所述多条路径中每条路径对应的方向；从所述多条路径中确定目标路径；根据所述目标路径确定所述目标点对应的光线入射点；根据所述目标物体的纹理信息计算所述光线入射点的第一光强度；根据所述第一光强度及所述光线入射点到目标点的距离计算所述目标点的第二光强度；将所述第二光强度渲染到所述目标点的颜色上。从而对目标物体进行实时渲染。基于物理原理的光线追踪，能够更精确的接近真实效果，提高处理精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为深度映射的原理示意图；图2为本专利技术实施例中具有次表面散射的效果示意图；图3为本专利技术实施例中一种实时渲染的方法的一个实施例的流程示意图；图4为本专利技术实施例中追踪参数的示意图；图5a为本专利技术实施例中光线追踪的原理示意图；图5b为本专利技术实施例中光线追踪的原理示意图；图5c为本专利技术实施例中光线追踪的原理示意图；图5d为本专利技术实施例中光线追踪的原理示意图；图5e为本专利技术实施例中光线追踪的原理示意图；图6a为本专利技术实施例中纹理信息的示意图；图6b为本专利技术实施例中纹理信息的示意图；图7为本专利技术实施例中一种实时渲染的设备的一个实施例的结构示意图；图8为本专利技术实施例中一种实时渲染的设备的另一个实施例的结构示意图；图9为本专利技术实施例中一种实时渲染的设备的另一个实施例的结构示意图；图10为本专利技术实施例中一种实时渲染的设备的另一个实施例的结构示意图；图11为本专利技术实施例中一种实时渲染的设备的另一个实施例的结构示意图；图12为本专利技术实施例中一种实时渲染的设备的另一个实施例的结构示意图；图13为本专利技术实施例中一种实时渲染的设备的另一个实施例的结构示意图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种实时渲染的方法及设备，用于提高处理精度。为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。为了方便理解，首先对本专利技术实施例中涉及的词语进行解释：次表面散射：次表面散射是指光照射在半透明材质上，穿透物体表面，在物体内部发生散射，并在与物体表面入射点不同的另一点出射的现象。现实生活中有许多物体材质呈现出一种半透明的效果，如皮肤、玉、牛奶、玉等。请结合图2进行理解，图2为具有次表面散射的效果示意图。这种效果是由于半透明材质的物体受到多个光源的透射，光线透过物体表面，在内部发生多次散射，最终在与入射点不同的地方射出表面，这种现象称作次表面散射。具有半透明效果的次表面散射材质是实时渲染中比较复杂材质之一。皮肤就是其中一种呈现次表面散射效果的重要材质，而且人对于皮肤的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实时渲染的方法，其特征在于，包括：对于待渲染的目标物体上的每一个目标点，根据预置追踪参数从所述目标点向光源的方向进行光线追踪，所述预置追踪参数包括预置多条路径及所述多条路径中每条路径对应的方向；从所述多条路径中确定目标路径；根据所述目标路径确定所述目标点对应的光线入射点；根据所述目标物体的纹理信息计算所述光线入射点的第一光强度；根据所述第一光强度及所述光线入射点到目标点的距离计算所述目标点的第二光强度；将所述第二光强度渲染到所述目标点的颜色上。

【技术特征摘要】
1.一种实时渲染的方法，其特征在于，包括：对于待渲染的目标物体上的每一个目标点，根据预置追踪参数从所述目标点向光源的方向进行光线追踪，所述预置追踪参数包括预置多条路径及所述多条路径中每条路径对应的方向；从所述多条路径中确定目标路径；根据所述目标路径确定所述目标点对应的光线入射点；根据所述目标物体的纹理信息计算所述光线入射点的第一光强度；根据所述第一光强度及所述光线入射点到目标点的距离计算所述目标点的第二光强度；将所述第二光强度渲染到所述目标点的颜色上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述多条路径中确定目标路径，包括：跟踪光线沿着所述多条路径中的第一路径的反方向上移动第一距离，得到第一距离点，所述第一距离包括至少一个预置路径长度；计算所述第一距离点到所述光源的第一目标距离；将所述第一距离点向光源的方向进行投影，通过目标物体的深度纹理得到第二距离点到所述光源的第二目标距离，所述第二距离点为与所述第一距离点同一条光线上的点；若所述第二目标距离与所述第一目标距离的差异参数小于第一门限，则确定所述第一路径为所述目标路径。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：跟踪光线沿着所述多条路径中的第二路径的反方向上移动第二距离，得到第三距离点，所述第二距离至少包括一个预置路径长度；计算第三距离点到所述光源的第三目标距离；将第三距离点向光源的方向进行投影，通过目标物体的深度纹理得到第四距离点到所述光源的第四目标距离，所述第四距离点为与所述第三距离点同一条光线上的点；若所述第三目标距离与所述第四目标距离的差异参数大于或者等于第一门限，则丢弃所述第二路径。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述多条路径中确定目标路径，包括：跟踪光线沿着所述多条路径中的第一路径的反方向上移动第一距离，得到第一距离点，所述第一距离至少包括一个预置路径长度；将光源通过所述第一距离点向所述目标物体进行投射，得到第二距离点；若所述第一距离点和所述第二距离点的距离小于第一门限，则确定所述第一路径为所述目标路径。5.根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标路径确定所述目标点对应的光线入射点，包括：确定所述第二距离点为所述目标点对应的光线入射点。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一光强度及所述光线入射点到目标点的距离计算所述目标点的第二光强度，包括：计算所述光线入射点与所述目标点之间的衰减距离；根据所述衰减距离和衰减指数确定光强度的衰减值；根据所述第一光强度和所述衰减值确定所述第二光强度。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标物体的纹理信息计算所述光线入射点的第一光强度之前，所述方法还包括：以光源的位置为虚拟摄像机的位置渲染所述目标物体，得到所述目标物体的纹理信息，所述纹理信息包括深度纹理，位置纹理，法线纹理和UV坐标纹理。8.一种实时渲染的设备，其特征在于，包括：光线追踪模块，用于对于待渲染的目标物体上的每一个目标点，根据预置追踪参数从所述目标点向光源的方向进行光线追踪，所述预置追踪参数包括预置多条路径及所述多条路径中每条路径对应的方向；路径确定模块，用于从所述光线追踪模块追踪的所述多条路径中确定目标路径；入射点确定模块，用于根据所述路径确定模块确定的所述目标路径确定所述目标点对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘皓，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44