一种图像渲染方法和电子设备技术

本申请公开了一种图像渲染方法和电子设备，涉及图像处理领域。在渲染图像时，可以根据用户选择的渲染方式，对一帧图像中的不同模型采用光栅化、光线查询或光线追踪渲染方式进行渲染；采用三种不同的渲染方式通过三种不同的渲染管线生成一帧目标图像。对于图像中一些需要高质量图像效果的模型采用光线追踪流程，提升图像的整体渲染质量；对于图像中其他模型采用光栅化流程或光线查询流程，提升图像的整体渲染速度；既提高了目标图像的图像质量又提高了渲染速度。了渲染速度。了渲染速度。

【技术实现步骤摘要】
一种图像渲染方法和电子设备


[0001]本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像渲染方法和电子设备。

技术介绍

[0002]在渲染引擎的更新发展过程中，基于光栅化的渲染架构一直是主流；得益于移动设备中图形处理器(graphics processing unit，GPU)渲染流水线的优化和软件层面渲染算法的迭代，光栅化渲染引擎能够满足大部分业务需求。但是，光栅化方法生成图像与真实场景的差距较大，在一些对图像质量要求非常高的场景无法使用。
[0003]随着真实感渲染业务场景越来越多地出现，光线追踪渲染方法，以其基于现实物理规律，可以生成逼近真实世界的渲染结果，而备受关注。然而，光线追踪技术在执行过程中需要构造大量的光线往三维场景中发射，需要进行大量的光线求交运算，算力消耗极大，实时性较差。
[0004]GPU加速的光线查询渲染方法，比光栅化的渲染效果更逼真，比光线追踪渲染的处理速度更快，在需要兼顾渲染效果和处理速度的场景得到广泛应用。但是光线查询方法生成的图像效果无法比拟真正光线追踪渲染的效果，其处理速度又逊色于光栅化。
[0005]在生成图像时，如何结合各种渲染方法的优点，提升三维渲染图像的真实感的同时，降低整体计算负载，是需要考虑的一个问题。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供一种图像渲染方法和电子设备，能够对一个场景中不同的模型分别采用对应的渲染方法，提升三维渲染图像真实感的同时，降低整体计算负载。
[0007]为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：
[0008]第一方面，提供了一种图像渲染方法，该方法包括：加载待渲染场景；获取场景中各个模型的分类标识，根据模型的分类标识对场景中每个模型分别进行渲染，生成目标图像。其中，分类标识用于指示模型的渲染方式，渲染方式包括光栅化、光线查询和光线追踪；对于分类标识指示渲染方式为光栅化的模型，进行光栅化渲染，生成目标图像中第一部分；对于分类标识指示渲染方式为光线查询的模型，进行光线查询渲染，生成目标图像中第二部分；对于分类标识指示渲染方式为光线追踪的模型，进行光线追踪渲染，生成目标图像中第三部分。
[0009]在该方法中，在生成一帧目标图像时，对场景中一部分模型采用光栅化渲染方式，一部分模型采用光线查询渲染方式，一部分模型采用光线追踪渲染方式；即采用三种不同的渲染方式通过三种不同的渲染管线生成一帧目标图像。对于整体图像中一些需要高质量图像效果的模型采用光线追踪流程，提升整体图像的渲染质量；对于整体图像中其他模型采用光栅化流程或光线查询流程，提升整体图像的渲染速度；既提高了目标图像的图像质量又提高了渲染速度。
[0010]结合第一方面，在一种可能的实施方式中，获取场景中各个模型的分类标识之前，
还可以获取场景中各个模型的顶点信息和材质信息；顶点信息用于表示模型在场景中的位置，材质信息包括基础色，粗糙度，反射率和分类标识中至少一项。
[0011]这样，各个不同的渲染方式都可以共享模型的顶点信息和材质信息。
[0012]结合第一方面，在一种可能的实施方式中，根据模型的分类标识对场景中每个模型分别进行渲染之前，还包括：对场景进行光栅化处理，获取场景中各个模型的深度信息和法线信息；深度信息用于表示模型到图像平面的距离；法线信息用于表示模型表面的法线。
[0013]先采用计算速度较快的光栅化处理获取各个模型的深度信息和法线信息，就可以将深度信息和法线信息共享给其他渲染方式。
[0014]结合第一方面，在一种可能的实施方式中，对于分类标识指示渲染方式为光线追踪的模型，进行光线追踪渲染，包括：根据场景中各个模型的深度信息计算经过目标图像中各个像素点的初始光线与场景中模型的第一次交点的坐标；根据像素点对应的初始光线、第一次交点的坐标以及材质信息和法线信息计算每个第一次交点对应的第一次反射光线和第一次折射光线；根据像素点对应的第一次交点的坐标、第一次反射光线和第一次折射光线计算经过像素点的光线在所述场景中的全部交点的坐标；根据光源的光辐射能量，经过像素点的光线在场景中的全部交点的坐标，以及光线的波长，计算像素点的光亮度值。
[0015]在该方法中，将深度信息和法线信息用于光线追踪渲染过程中计算光线在场景中与模型的第一次交点以及第一次交点处反射产生的第一次反射光线和第一次交点处折射产生的第一次折射光线。节省光线追踪生成图像过程中所有光路的第一次交点计算的计算消耗，降低光线追踪渲染过程中整体的计算量。
[0016]结合第一方面，在一种可能的实施方式中，对于分类标识指示渲染方式为光栅化的模型，进行光栅化渲染，生成目标图像中第一部分；对于分类标识指示渲染方式为光线查询的模型，进行光线查询渲染，生成目标图像中第二部分；包括：对于分类标识指示渲染方式为光栅化的不透明模型进行光栅化渲染，生成对应的不透明模型的图像；对于分类标识指示渲染方式为光线查询的不透明模型进行光栅化渲染，生成对应的不透明模型的图像；对于分类标识指示渲染方式为光栅化的半透明模型进行光栅化渲染，生成对应的半透明模型的图像；对于分类标识指示渲染方式为光线查询的半透明模型进行光栅化渲染，生成对应的半透明模型的图像。
[0017]在该方法中，将不透明模型与半透明模型分开进行渲染，可以实现半透明模型的光线亮度的效果。
[0018]结合第一方面，在一种可能的实施方式中，在获取场景中各个模型的顶点信息和材质信息之后，还包括：根据场景中各个模型的顶点信息生成加速结构和空间管理结构；其中，加速结构用于光线查询渲染中执行射线求交计算，空间管理结构用于光线追踪渲染中执行射线求交计算。
[0019]这样，可以加快光线查询和光线追踪中求交计算速度，提升整体渲染速度。
[0020]结合第一方面，在一种可能的实施方式中，对于分类标识指示渲染方式为光栅化的模型，进行光栅化渲染，生成目标图像中第一部分；对于分类标识指示渲染方式为光线查询的模型，进行光线查询渲染，生成目标图像中第二部分；对于分类标识指示渲染方式为光线追踪的模型，进行光线追踪渲染，生成目标图像中第三部分之后；还包括：将该第一部分、第二部分和第三部分合并为目标图像。
[0021]结合第一方面，在一种可能的实施方式中，对于分类标识指示渲染方式为光线追踪的模型，进行光线追踪渲染之前，还包括：对于分类标识指示渲染方式为光线追踪的半透明模型，更新半透明模型的正面对应的深度信息。
[0022]该步骤是为了后续将光线追踪的渲染结果和光栅化+光线查询的渲染结果合并。也就是，当渲染半透明模型的时候，从半透明模型的材质信息可以判断这个模型是不是走光线追踪渲染。如果不走光线追踪渲染，这个半透明模型就直接渲染，不需要将深度值覆盖深度图对应位置的数据。如果这个半透明模型走光线追踪渲染，这里只把这个半透明模型的深度值覆盖深度图对应位置，而不做模型颜色的计算，留到后面光线追踪渲染流程中去计算。
[0023]结合第一方面，在一种可能的实施方式中，分类标识是根据用户输入生成的。用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像渲染方法，其特征在于，包括：加载待渲染场景；获取所述场景中各个模型的分类标识，所述分类标识用于指示模型的渲染方式，所述渲染方式包括光栅化、光线查询和光线追踪；根据模型的分类标识对场景中每个模型分别进行渲染，生成目标图像；其中，对于分类标识指示渲染方式为光栅化的模型，进行光栅化渲染，生成目标图像中第一部分；对于分类标识指示渲染方式为光线查询的模型，进行光线查询渲染，生成目标图像中第二部分；对于分类标识指示渲染方式为光线追踪的模型，进行光线追踪渲染，生成目标图像中第三部分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述场景中各个模型的分类标识之前，所述方法还包括：获取所述场景中各个模型的顶点信息和材质信息；所述顶点信息用于表示模型在场景中的位置，所述材质信息包括基础色，粗糙度，反射率和分类标识中至少一项。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据模型的分类标识对场景中每个模型分别进行渲染之前，所述方法还包括：对所述场景进行光栅化处理，获取所述场景中各个模型的深度信息和法线信息；所述深度信息用于表示模型到图像平面的距离；所述法线信息用于表示模型表面的法线。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对于分类标识指示渲染方式为光线追踪的模型，进行光线追踪渲染，包括：根据所述场景中各个模型的深度信息计算经过目标图像中各个像素点的初始光线与所述场景中模型的第一次交点的坐标；根据像素点对应的所述初始光线、所述第一次交点的坐标以及所述材质信息和所述法线信息计算每个所述第一次交点对应的第一次反射光线和第一次折射光线；根据像素点对应的第一次交点的坐标、第一次反射光线和第一次折射光线计算经过所述像素点的光线在所述场景中的全部交点的坐标；根据光源的光辐射能量，经过像素点的光线在所述场景中的全部交点的坐标，以及光线的波长，计算像素点的光亮度值。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对于分类标识指示渲染方式为光栅化的模型，进行光栅化渲染，生成目标图像中第一部分；对于分类标识指示渲染方式为光线查询的模型，进行光线查询渲染，生成目标图像中第二部分；包括：对于分类标识指示渲染方式为光栅化的不...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智超，
申请(专利权)人：荣耀终端有限公司，
类型：发明
国别省市：