【技术实现步骤摘要】
一种基于动态光照变化的实时渲染方法及装置
本专利技术涉及增强现实
，特别涉及一种基于动态光照变化的实时渲染方法及装置。
技术介绍
增强现实(AugmentedReality，简称AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，将计算机生成的虚拟对象实时叠加到用户周围的真实场景中，从而实现对真实世界的“增强”，在这一过程中能够被人类感官所感知，从而实现超越现实的感官体验。然而，增强现实技术要使增强效果令人信服，一个重要的因素是在渲染虚拟对象时使用真实世界的照明，以便它们一致地着色并投射一致的阴影，当真实世界的光照发生变化时，比如有云彩飘过，遮住太阳，光照会变弱，虚拟对象的光照也要随之改变，否则，这种光照的不一致性会影响场景的真实效果以及虚拟对象的无缝融合。现有技术中的渲染方法的效果图如图1所示，图1左图显示了在光照未发生变化时，作为虚拟对象的白色雕像能够与真实场景巧妙融合，但当真实场景光照发生变化时，如图1右图所示，乌云遮住了太阳，院子里的光线变暗，但白色雕像仍然沐浴在比周围环境强烈得多的阳光下，它投在地上的...
【技术保护点】
1.一种基于动态光照变化的实时渲染方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取场景的3D模型和HDRI环境地图；/n基于所述场景的3D模型和HDRI环境地图对所述场景进行光照估计，其中，所述场景包含漫反射表面，所述光照估计包括描述所述场景光照的局部光照参数；/n基于所述光照估计，采用阴影体积算法对所述虚拟对象进行基本渲染；/n对进行基本渲染后的所述虚拟对象环境进行HDRI映射，得到当前环境图，所述当前环境图用于显示当前照明条件下的环境，基于所述当前环境图对所述虚拟对象进行增强渲染，获得虚拟对象的真实阴影；/n当所述场景中的光照发生变化时，基于所述场景的最新光照估计，更新所述当前...
【技术特征摘要】
1.一种基于动态光照变化的实时渲染方法，其特征在于，所述方法包括：
获取场景的3D模型和HDRI环境地图；
基于所述场景的3D模型和HDRI环境地图对所述场景进行光照估计，其中，所述场景包含漫反射表面，所述光照估计包括描述所述场景光照的局部光照参数；
基于所述光照估计，采用阴影体积算法对所述虚拟对象进行基本渲染；
对进行基本渲染后的所述虚拟对象环境进行HDRI映射，得到当前环境图，所述当前环境图用于显示当前照明条件下的环境，基于所述当前环境图对所述虚拟对象进行增强渲染，获得虚拟对象的真实阴影；
当所述场景中的光照发生变化时，基于所述场景的最新光照估计，更新所述当前环境图以匹配当前的照明，并利用所述更新后的当前环境图对所述虚拟对象进行实时渲染，更新所述虚拟对象的真实阴影。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述光照估计，采用阴影体积算法对所述虚拟对象进行基本渲染的步骤包括：
创建所述虚拟对象的阴影；
从所述虚拟对象的阴影中减去所述场景中真实物体的阴影；
将减去真实物体阴影后的所述虚拟对象阴影叠加在所述虚拟对象上；
渲染所述虚拟对象接收阴影。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对场景进行光照估计的步骤之前，所述方法还包括：
对摄像机进行校准以适应所述场景，采用摄像机对所述场景进行拍摄。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在基于所述光照估计，采用阴影体积算法对所述虚拟对象进行基本渲染的步骤之后，所述方法还包括：
基于所述场景的3D模型和HDRI环境地图，获取所述场景的反照率贴图、加权环境图和法线贴图；
其中，所述反照率贴图用于描述所述场景中每个可视表面的漫反射；
所述加权环境图用于描述所述场景中每个点从天穹接收的光线；
所述法线贴图用于提取所述场景中每个点的表面法线。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述实时渲染的公式为：
其中，ρd是像素漫反射率,c是加权环境图,s是阴影环境图,n是法线,l是估计的光方向，Pa是通过光照估计得到的环境光参数，Pd是直接光参数，P是x方向的像素强度。
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京中科深智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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