体积光柱渲染方法及其装置、设备、介质、产品制造方法及图纸

本申请涉及一种体积光柱渲染方法及其装置、设备、介质、产品，所述方法包括：获取原始图像的三维场景图；根据预设光源相对应的光效调节数据构造所述预设光源的体积光柱坐落于所述三维场景图的三维光柱模型；对所述三维光柱模型进行片元着色，在所述原始图像中渲染出所述体积光柱。本申请以轻量运算的方式，高效地为原始图像合成出体积光柱图像效果，对软硬件资源要求低，成像效果优良，适于部署到移动终端、个人计算机之类的终端设备中，且具有更广泛的场景适应性，可以应用于3D游戏、增强现实、虚拟现实、网络直播等场景中。网络直播等场景中。网络直播等场景中。

【技术实现步骤摘要】
体积光柱渲染方法及其装置、设备、介质、产品


[0001]本申请涉及图像处理技术，尤其涉及一种体积光柱渲染方法及其装置、设备、介质、产品。

技术介绍

[0002]体积光效果是由光线在潮湿、多烟、多尘的环境中发生散射造成的，即丁达尔现象。体积光的渲染技术是计算机图形学中的重要课题，在3D游戏、增强现实、虚拟现实等领域有广泛的应用。
[0003]体积光的渲染方法一般可以分为三大类：1.基于物理的渲染方法；2.基于Billboard的顶点膨胀算法(部分3D游戏，如ShadowGun)；3.基于图像后处理的渲染算法。
[0004]1.基于物理的渲染方法。此类方法一般需要使用光线步进(Ray Marching)或空间体素划分，计算过程中存在大量的循环迭代。此种方法效果最为逼真，但是对硬件要求高，计算量大，耗时长，所以一般只应用在PC端。
[0005]2.基于Billboard的顶点膨胀算法。此方法在发光体上渲染一个预制的网格平面，令顶点沿着法线方向膨胀，制造出发光效果。此方法一般用于发光体固定不动的场景中，效率高，对硬件要求低，但是灵活性差，应用范围窄，如果有3D物体穿越光束，则真实感较差。
[0006]3.基于图像后处理的渲染算法。此类方法一般分两步，首先使用图像处理算法，提取图像中的高光部分，然后对高光区域使用镜像模糊(screen blur)算法。此类方法的优点是灵巧简单、效率较高，对于光源在图像中较明确的场景，能实现较为理想的光束效果。缺点是应用场景受限，需要光源(高光部分)在图像中，也无法很好地处理前景物体的遮挡问题。
[0007]综上可见，目前常用体积光渲染技术，各有优劣，或对软硬件要求较高，或场景受限，或效果不佳，相关技术仍有提升空间。

技术实现思路

[0008]本申请的目的在于解决上述问题而提供一种体积光柱渲染方法及其相应的装置、设备、非易失性可读存储介质，以及计算机程序产品。
[0009]根据本申请的一个方面，提供一种体积光柱渲染方法，包括如下步骤：
[0010]获取原始图像的三维场景图；
[0011]根据预设光源相对应的光效调节数据构造所述预设光源的体积光柱坐落于所述三维场景图的三维光柱模型；
[0012]对所述三维光柱模型进行片元着色，在所述原始图像中渲染出所述体积光柱。
[0013]根据本申请的另一方面，提供一种体积光柱渲染装置，包括：
[0014]原图获取模块，设置为获取原始图像的三维场景图；
[0015]光柱构造模块，设置为根据预设光源相对应的光效调节数据构造所述预设光源的体积光柱坐落于所述三维场景图的三维光柱模型；
[0016]着色渲染模块，设置为对所述三维光柱模型进行片元着色，在所述原始图像中渲染出所述体积光柱。
[0017]根据本申请的另一方面，提供一种体积光柱渲染设备，包括中央处理器和存储器，所述中央处理器用于调用运行存储于所述存储器中的计算机程序以执行本申请所述的体积光柱渲染方法的步骤。
[0018]根据本申请的另一方面，提供一种非易失性可读存储介质，其以计算机可读指令的形式存储有依据所述的体积光柱渲染方法所实现的计算机程序，所述计算机程序被计算机调用运行时，执行该方法所包括的步骤。
[0019]根据本申请的另一方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现本申请任意一种实施例中所述方法的步骤。
[0020]相对于现有技术，本申请利用预设光源相对应的光效调节数据直接构造所述预设光源的体积光柱的三维光柱模型，将三维光柱模型置于原始图像的三维场景图中，然后对三维光柱模型进行片元着色渲染，获得在所述原始图像基础上生成了预设光源相对应的体积光柱的成像效果，可见，本申请以轻量运算的方式，高效地为原始图像合成出体积光柱图像效果，对软硬件资源要求低，且具有更广泛的场景适应性，其成像效果优良。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本申请的技术方案的应用环境的网络架构示意图；
[0023]图2为本申请的体积光柱渲染方法的一种实施例的流程示意图；
[0024]图3为从左到右分别是本申请示例性的原始图像、所述原始图像的三维场景图与法线图；
[0025]图4为本申请示例性采用的柱状模型的效果示意图；
[0026]图5为本申请根据柱状模型进行变换获得的三维光柱模型的效果示意图；
[0027]图6为本申请在示例性的原始图像的基础上合成体积光柱，且基于光强衰减值控制所述体积光柱的生成相对应的效果示意图；
[0028]图7为本申请在示例性的原始图像的基础上合成体积光柱，且基于颜色衰减值控制所述体积光柱的生成相对应的效果示意图；
[0029]图8为本申请在示例性的原始图像的基础上合成体积光柱，且基于遮挡截断系数控制所述体积光柱的片元着色相对应的效果示意图；
[0030]图9为本申请的实施例根据光效调节数据构造三维光柱模型的流程示意图；
[0031]图10为本申请的实施例中对三维光柱模型进行片元着色的流程示意图；
[0032]图11为本申请示例性的图形用户界面，其中示出用于获取光效调节数据的光效编辑框；
[0033]图12为本申请的实施例中基于体积光柱模板获取光效调节数据的流程示意图；
[0034]图13为本申请的体积光柱渲染装置的原理框图；
[0035]图14为本申请所采用的一种体积光柱渲染设备的结构示意图。
具体实施方式
[0036]请参阅图1，本申请一种示例性的应用场景所采用的网络架构，包括终端设备80、媒体服务器81和应用服务器82，所述应用服务器82可用于部署网络直播服务。所述媒体服务器81可用于部署体积光柱渲染服务。所述终端设备80上的用户可以登录直播间应用程序使用所述应用服务器82提供的网络直播服务，接收由媒体服务器转发的直播视频流，将其解码后播放。所述媒体服务器81可运行根据本申请的体积光柱渲染方法编程实现的计算机程序产品，通过所述计算机程序产品的进程执行所述体积光柱渲染方法的步骤，为直播视频流中的图像帧合成体积光柱，使得相应的直播视频流在终端设备80播放时，可以在显示直播视频流的原始图像内容的同时，也能观看到合成到其中的体积光柱所营造的图像效果。
[0037]需要指出的是，图1的应用场景仅是给出一种平台化部署的示例，在另外一些示例性的实施例中，本申请的所述计算机程序产品也可以运行于任意具备足够算力的计算机设备中。例如，可以运行于所述终端设备80中，对所接收到的直播视频流提供体积光柱渲染服务，在本地终端为直播视频流的图像帧合成相应的体积光柱。所述的终端设备80可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种体积光柱渲染方法，其特征在于，包括：获取原始图像的三维场景图；根据预设光源相对应的光效调节数据构造所述预设光源的体积光柱坐落于所述三维场景图的三维光柱模型；对所述三维光柱模型进行片元着色，在所述原始图像中渲染出所述体积光柱。2.根据权利要求1所述的体积光柱渲染方法，其特征在于，获取原始图像的三维场景图，包括：获取直播视频流中的图像帧，作为原始图像；根据所述原始图像还原出其中的场景相对应的三维顶点数据，构成所述三维场景图。3.根据权利要求1所述的体积光柱渲染方法，其特征在于，根据预设光源相对应的光效调节数据构造所述预设光源的体积光柱坐落于所述三维场景图的三维光柱模型，包括：获取预设光源的光效调节数据，所述光效调节数据包括光源位置数据和光柱形态数据；根据所述光源位置数据确定所述预设光源相对于所述原始图像的目标位置，将标准的柱状模型定位于该目标位置；根据所述光柱形态数据，对所述柱状模型的三维顶点数据进行变换，获得所述体积光柱坐落于所述三维场景图的三维光柱模型。4.根据权利要求3所述的体积光柱渲染方法，其特征在于，根据所述光柱形态数据，对所述柱状模型的三维顶点数据进行变换，包括：根据所述光柱形态数据中的光柱张角对坐落于所述目标位置的柱状模型的三维顶点数据进行形变处理，获得锥状光柱的三维顶点数据；根据所述光柱形态数据中的光柱长度对所述锥状光柱的三维顶点数据进行拉伸处理，获得所述体积光柱以三维顶点数据描述的所述三维光柱模型。5.根据权利要求3所述的体积光柱渲染方法，其特征在于，对所述三维光柱模型进行片元着色，在所述原始图像中渲染出所述体积光柱，包括：根据所述三维光柱模型的三维顶点数据，确定所述三维光柱模型所涵盖的各个片元到所述预设光源的光传播相对应的光强衰减值；根据所述光柱形态数据中的光柱边缘硬度确定所述三维光柱模型所涵盖的各个片元的颜色衰减值；将所述预设光源的颜色值关联所述光强衰减值和颜色衰减值确定片元的颜色值；根据各个片元的颜色值对所述三维光柱模型进行片元着色，在所述原始图像中渲染出所述体积光柱。6.根据权利要求1所述的体积光柱渲染方法，其特征在于，对所述三维光柱模型进行片元着色，在所述原始图像中渲染出所述体积光柱之前，包括：确定所述三维场景图的片元到所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘阳，
申请(专利权)人：百果园技术新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：