本发明专利技术涉及一种屏幕空间模型边缘UV重建的方法，包括在不同渲染管线中获取世界坐标P、世界法线N与场景深度D；利用索贝尔滤波器提取物体的几何边缘E，并计算边缘E在屏幕空间中的二维方向r；利用屏幕空间中的二维方向r和世界法线N计算边缘E在世界坐标系中的三维方向R；利用二维方向r和场景深度D计算UV坐标的横轴值x；利用三维方向R和世界坐标P计算UV坐标的竖轴值y；利用边缘E、横轴值x与竖轴值y，并结合坐标缩放系数T重建出边缘UV布局。本发明专利技术UV重建的方案适用于任何屏幕空间边缘提取的算法，并且重建的UV布局在时域上连续，不会随着相机视角的变化而产生变化。本发明专利技术还涉及一种屏幕空间模型边缘UV重建装置、设备与介质。设备与介质。设备与介质。
【技术实现步骤摘要】
一种屏幕空间模型边缘UV重建的方法、装置和设备
[0001]本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种屏幕空间模型边缘UV重建的方法、装置、介质和设备。
技术介绍
[0002]在风格化渲染领域，比如卡通渲染、科技渲染等，为了强调模型的边缘，需要制作模型边缘的模型或者在屏幕空间利用卷积核提取模型边缘。但现有的算法只能提取出一条拥有固定像素宽度的边，这条边没有方向，没有UV分布或者UV分布时域空间不连续，无法再基于边制作效果，比如贴图等。
[0003]为此本领域迫切需要一种能够解决上述技术问题的方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种屏幕空间模型边缘UV重建的方法、装置、介质和设备。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0006]一种屏幕空间模型边缘UV重建的方法，所述方法包括：
[0007]在不同渲染管线中获取世界坐标P、世界法线N与场景深度D；
[0008]利用索贝尔滤波器提取物体的几何边缘E，并计算边缘E在屏幕空间中的二维方向r；
[0009]利用所述屏幕空间中的二维方向r和世界法线N计算边缘E在世界坐标系中的三维方向R；
[0010]利用所述屏幕空间中的二维方向r和场景深度D计算UV坐标的横轴值x；
[0011]利用所述屏幕空间中的三维方向R和世界坐标P计算UV坐标的竖轴值y；
[0012]利用所述边缘E、横轴值x与竖轴值y，并结合坐标缩放系数T重建出边缘UV布局。
[0013]进一步地，所述在不同渲染管线中获取世界坐标P、世界法线N与场景深度D包括：
[0014]在延迟渲染管线中通过GBuffer直接从世界坐标缓冲、世界法线缓冲和世界深度缓冲中分别获取到世界坐标P、世界法线N与场景深度D。
[0015]或者，在正向渲染管线中通过Z
‑
Prepass处理之后获取场景深度D，根据所述场景深度D重建当前像素的世界坐标P和世界法线N。
[0016]进一步地，所述在不同渲染管线中获取世界坐标P、世界法线N与场景深度D包括：所述利用索贝尔滤波器提取物体的几何边缘E，并计算边缘E在屏幕空间中的二维方向r包括：
[0017]利用索贝尔滤波器提取物体的几何边缘E，具体通过x轴与y轴对应的两个卷积核采样当前像素在x轴和y轴上法线变化的幅度分别为Gx、Gy，当|Gx|+|Gy|大于阈值H，则提取当前像素作为几何边缘；
[0018]x轴卷积核：
[0019]y轴卷积核：
[0020]利用所述Gx、Gy计算边缘E在屏幕空间中的二维方向r，具体通过反三角函数进行计算得到二维方向r；
[0021]r单位为弧度。
[0022]进一步地，所述利用所述屏幕空间中的二维方向r和世界法线N计算边缘E在世界坐标系中的三维方向R包括：
[0023]利用二维方向r和原始卷积核构造边缘E左右两侧的方向卷积核K
l
和K
r
；
[0024]原始左侧卷积核
[0025]原始右侧卷积核
[0026]利用二维方向r构造二维旋转矩阵R；
[0027][0028]利用二维旋转矩阵R变换原始卷积核中的每个元素即可得到新的方向卷积核K
l
和K
r
：
[0029][0030]利用方向卷积核K
l
和K
r
采样世界法线N，分别获取边缘E左侧和右侧的世界法线N
l
和N
r
，再叉积得到边在世界坐标系下的方向R；
[0031]R＝cross(N
l
,N
r
)。
[0032]进一步地，所述利用所述屏幕空间中的二维方向r和场景深度D计算UV坐标的横轴值x包括：
[0033]利用二维方向r和原始卷积核构造用于采样场景深度D的方向卷积核K
D
；其中，原始卷积核如下，
[0034][0035]利用K
D
采样场景深度D，得到连续的UV坐标的横轴值x。
[0036]进一步地，所述利用所述屏幕空间中的三维方向R和世界坐标P计算UV坐标的竖轴值y包括：
[0037]将世界坐标P投影到三维方向R上，并且利用投影算法将世界坐标P投影到三维方向R上得到R轴上的变量R
’
；
[0038]R'＝dot(P,R)
[0039]利用变量R
’
计算出UV坐标中竖轴值y，其中，y＝length(R')。
[0040]进一步地，所述利用所述边缘E、横轴值x与竖轴值y，并结合坐标缩放系数T重建出边缘UV布局包括：
[0041]UV＝float2(x,y)*T*E。
[0042]本方法专利技术的有益效果是：提出了一种屏幕空间模型边缘UV重建的方法，包括在不同渲染管线中获取世界坐标P、世界法线N与场景深度D；利用索贝尔滤波器提取物体的几何边缘E，并计算边缘E在屏幕空间中的二维方向r；利用所述屏幕空间中的二维方向r和世界法线N计算边缘E在世界坐标系中的三维方向R；利用所述屏幕空间中的二维方向r和场景深度D计算UV坐标的横轴值x；利用所述屏幕空间中的三维方向R和世界坐标P计算UV坐标的竖轴值y；利用所述边缘E、横轴值x与竖轴值y，并结合坐标缩放系数T重建出边缘UV布局。本专利技术提取边方向和UV重建的方案适用于任何屏幕空间边缘提取的算法，并且重建的UV布局在时域上连续，不会随着相机视角的变化而产生变化。
[0043]本专利技术还解决上述技术问题的另一种技术方案如下：
[0044]一种屏幕空间模型边缘UV重建装置，所述装置包括：
[0045]获取模块，用于在不同渲染管线中获取世界坐标P、世界法线N与场景深度D；
[0046]二维方向模块，用于利用索贝尔滤波器提取物体的几何边缘E，并计算边缘E在屏幕空间中的二维方向r；
[0047]三维方向模块，用于利用所述屏幕空间中的二维方向r和世界法线N计算边缘E在世界坐标系中的三维方向R；
[0048]第一坐标模块，用于利用所述屏幕空间中的二维方向r和场景深度D计算UV坐标的横轴值x；
[0049]第二坐标模块，用于利用所述屏幕空间中的三维方向R和世界坐标P计算UV坐标的竖轴值y；
[0050]构建模块，用于利用所述边缘E、横轴值x与竖轴值y，并结合坐标缩放系数T重建出边缘UV布局。
[0051]此外，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述技术方案中任一项所述的屏幕空间模型边缘UV重建的方法的步骤。
[0052]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述技术方案中任一项所述的屏幕空间模型边缘UV重建的方法的步骤。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种屏幕空间模型边缘UV重建的方法，其特征在于，所述方法包括：在不同渲染管线中获取世界坐标P、世界法线N与场景深度D；利用索贝尔滤波器提取物体的几何边缘E，并计算边缘E在屏幕空间中的二维方向r；利用所述屏幕空间中的二维方向r和世界法线N计算边缘E在世界坐标系中的三维方向R；利用所述屏幕空间中的二维方向r和场景深度D计算UV坐标的横轴值x；利用所述屏幕空间中的三维方向R和世界坐标P计算UV坐标的竖轴值y；利用所述边缘E、横轴值x与竖轴值y，并结合坐标缩放系数T重建出边缘UV布局。2.根据权利要求1所述的屏幕空间模型边缘UV重建的方法，其特征在于，所述在不同渲染管线中获取世界坐标P、世界法线N与场景深度D包括：在延迟渲染管线中通过GBuffer直接从世界坐标缓冲、世界法线缓冲和世界深度缓冲中分别获取到世界坐标P、世界法线N与场景深度D。或者，在正向渲染管线中通过Z
‑
Prepass处理之后获取场景深度D，根据所述场景深度D重建当前像素的世界坐标P和世界法线N。3.根据权利要求1所述的屏幕空间模型边缘UV重建的方法，其特征在于，所述在不同渲染管线中获取世界坐标P、世界法线N与场景深度D包括：所述利用索贝尔滤波器提取物体的几何边缘E，并计算边缘E在屏幕空间中的二维方向r包括：利用索贝尔滤波器提取物体的几何边缘E，具体通过x轴与y轴对应的两个卷积核采样当前像素在x轴和y轴上法线变化的幅度分别为Gx、Gy，当|Gx|+|Gy|大于阈值H，则提取当前像素作为几何边缘；x轴卷积核：y轴卷积核：利用所述Gx、Gy计算边缘E在屏幕空间中的二维方向r，具体通过反三角函数进行计算得到二维方向r；r单位为弧度。4.根据权利要求1所述的屏幕空间模型边缘UV重建的方法，其特征在于，所述利用所述屏幕空间中的二维方向r和世界法线N计算边缘E在世界坐标系中的三维方向R包括：利用二维方向r和原始卷积核构造边缘E左右两侧的方向卷积核K
l
和K
r
；原始左侧卷积核O
Kl
:
原始右侧卷积核O
Kr
：利用二维方向r构造二维旋转矩阵R；利用二维旋转矩阵R变换原始卷积核中的每个元素即可得到新的方向卷积核K
l
和K
r
：利用方向卷积核K
l
和K
r
采样世界法线N，分别获取边缘E左...
【专利技术属性】
技术研发人员：董伟，黄正雨，井刚，李鉴，陈傲寒，王赛，
申请(专利权)人：北京优锘科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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