实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法、装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法、装置及应用，该方案在原有的屏幕空间反射方法上扩大用于计算反射的景物范围的手段，采用球面投影的方式生成反射贴图的无反射画面以更好地规避非平面成像面上的弯折处的曲率变化而引起的拼接错乱的问题；扩大计算反射的景物范围以在两个画面的拼接处截取额外的素材，以使得当观察点角度比较极端时都可以有比较好的反射贴图，也进一步地减少了反射内容无法拼接的问题；二来采用更为合理的角度数据进行畸变处理，将每个非平面成像面均分为诺干小块，用每一小块的平面替换非平面成像面的平面法线数据，生成多块更加合理的畸变处理的反射贴图。畸变处理的反射贴图。畸变处理的反射贴图。

【技术实现步骤摘要】
实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法、装置及应用


[0001]本申请涉及渲染领域，特别是涉及实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法、装置及应用。

技术介绍

[0002]屏幕空间反射(Screen Space Reflection,SSR)是一种在设置了“反射”性质的材质上应用的一种实时渲染生成反射效果的方式，其可在表现光滑的表面(金属、光滑地面)、水面(湖面、地面积水)等材质时，反射出场景中的其他物体，可以让画面质量有很大提升，丰富真实感，进而使其在虚拟画面的展示时可以给用户提供真实感。
[0003]SSR算法的原理是对于屏幕空间上的物体的每个像素，根据该像素对应的法线和视线信息求解出反射向量，当前点沿着反射向量在屏幕空间进行步进，判断步进后的坐标深度与深度缓存中存储的物体深度是否相交，若相交则取交点处的物体颜色作为最终的反射颜色。目前的SSR算法只计算当前屏幕空间内所看到的景物范围，比如在当前视口范围的屏幕空间内有反射材质的物体，则根据反射物体与视口平面的空间关系将预渲染出的无反射图像信息进行畸变处理后形成反射层信息，再整合到输出图像中。
[0004]然而现有技术的SSR算法在非平面成像面上的表现不够良好，由于其在进行图像畸变处理时是根据反射物体和屏幕平面之间的空间夹角进行计算的，这就使得其在非平面上计算出来的反射层信息会有断裂或者错开，进而导致其产生的透射画面有强烈的画面撕裂感；再者，由于现有技术的SSR算法的景物范围仅包括视口内的可见部分，而非平面上的可视部分在不同视角是不同的，这就使得有些反射画面会产生奇怪的撕裂，不同视口的可见部分不同也导致生成的反射贴图无法进行拼接的问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法、装置及应用，通过扩大景物范围以及修正畸变处理时的画面角度的手段实现了屏幕空间方法在非平面成像面上的画面连续成像，减少了非平面成像面上的画面撕裂感，进而提升了成像画面的画面质量。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法，包括以下步骤：
[0007]建立虚拟空间同物理成像空间的三维坐标系的映射，其中所述物理成像空间内设有至少一非平面成像面，每一非平面成像面由多个弯折的成像平面拼接组成；
[0008]获取观察点在物理成像空间所在的世界坐标系中的观察坐标点，获取所述成像平面组成的成像平面组在所述世界坐标系中的姿态；
[0009]在所述世界坐标系内由所述观察坐标点向所述成像平面组的各个成像平面的顶点连线，基于每一成像平面中的水平夹角和俯仰夹角求取所述成像平面组的视锥的最大水平夹角和最大俯仰夹角；
[0010]根据所述最大水平夹角和所述最大俯仰夹角渲染球面画面；
[0011]获取各个成像平面同所述观察坐标点的水平夹角和俯仰夹角，其中在每个成像平面的边界位置将当前成像平面的水平夹角和/或俯仰夹角扩大设定比例；
[0012]依据所述水平夹角和俯仰夹角从所述球面画面中截取无反射画面；
[0013]分割所述成像平面至至少两分区平面，利用所述观察坐标点至所述分区平面的连线的向量数据作为所述分区平面的平面法线数据，基于每一所述分区平面的所述平面发现数据对所述无反射画面进行畸变得到反射画面。
[0014]第二方面，本申请实施例提供了一种实现非平面成像面连续的屏幕空间反射装置，包括：
[0015]映射单元，用于建立虚拟空间同物理成像空间的三维坐标系的映射，其中所述物理成像空间内设有至少一非平面成像面，每一非平面成像面由多个弯折的成像平面拼接组成；
[0016]坐标获取单元，用于获取观察点在物理成像空间所在的世界坐标系中的观察坐标点，获取所述成像平面组成的成像平面组在所述世界坐标系中的姿态；
[0017]视椎定位单元，用于在所述世界坐标系内由所述观察坐标点向所述成像平面组的各个成像平面的顶点连线，计算每一成像平面中以所述观察坐标点为出发点形成的视锥的最大水平夹角和最大俯仰夹角；
[0018]球面画面渲染单元，用于根据所述最大水平夹角和所述最大俯仰夹角渲染球面画面；
[0019]角度获取单元，用于获取各个成像平面同所述观察坐标点的水平夹角和俯仰夹角，其中在每个成像平面的边界位置将当前成像平面的水平夹角和/或俯仰夹角扩大设定比例；
[0020]截取单元，用于依据所述水平夹角和俯仰夹角从所述球面画面中截取无反射画面；
[0021]反射单元，用于分割所述成像平面至至少两分区平面，利用所述观察坐标点至所述分区平面的连线的向量数据作为所述分区平面的平面法线数据，基于每一所述分区平面的所述平面发现数据对所述无反射画面进行畸变得到反射画面。
[0022]第三方面，本申请实施例提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述的实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法。
[0023]第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序包括用于控制过程以执行过程的程序代码，所述过程包括根据任一所述的实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法。
[0024]本专利技术的主要贡献和创新点如下：
[0025]本申请实施例对现有技术的屏幕空间反射方法进行了改进优化，一来通过扩大用于计算反射的景物范围的手段，采用球面投影的方式生成反射贴图的无反射画面以更好地规避非平面成像面上的弯折处的曲率变化而引起的拼接错乱的问题；扩大计算反射的景物范围以在两个画面的拼接处截取额外的素材，以使得当观察点角度比较极端时都可以有比较好的反射贴图，也进一步地减少了反射内容无法拼接的问题；二来采用更为合理的角度
数据进行畸变处理，将每个非平面成像面均分为诺干小块，用每一小块的平面替换非平面成像面的平面法线数据，生成多块更加合理的畸变处理的反射贴图。
[0026]对原有的景物范围扩大角度。
[0027]本申请的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本申请的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
[0028]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0029]图1是根据本申请实施例的实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法的流程图；
[0030]图2是根据本申请一种实施例的观察坐标点的视椎的示意图；
[0031]图3是通过所述最大水平夹角和最大俯仰夹角截取球面的投影区域，且所述投影区域内形成虚拟场景画面的投影画面的示意图；
[0032]图4是根据本申请实施例的实现非平面成像面连续的屏幕空间反射装置的结构框图；
[0033]图5是根据本申请实施例的电子装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0034]这里将详本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法，其特征在于，包括以下步骤：建立虚拟空间同物理成像空间的三维坐标系的映射，其中所述物理成像空间内设有至少一非平面成像面，每一非平面成像面由多个弯折的成像平面拼接组成；获取观察点在物理成像空间所在的世界坐标系中的观察坐标点，获取所述成像平面组成的成像平面组在所述世界坐标系中的姿态；在所述世界坐标系内由所述观察坐标点向所述成像平面组的各个成像平面的顶点连线，基于每一成像平面中的水平夹角和俯仰夹角求取所述成像平面组的视锥的最大水平夹角和最大俯仰夹角；根据所述最大水平夹角和所述最大俯仰夹角渲染球面画面；获取各个成像平面同所述观察坐标点的水平夹角和俯仰夹角，其中在每个成像平面的边界位置将当前成像平面的水平夹角和/或俯仰夹角扩大设定比例；依据所述水平夹角和俯仰夹角从所述球面画面中截取无反射画面；分割所述成像平面至至少两分区平面，利用所述观察坐标点至所述分区平面的连线的向量数据作为所述分区平面的平面法线数据，基于每一所述分区平面的所述平面发现数据对所述无反射画面进行畸变得到反射画面。2.根据权利要求1所述的实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法，其特征在于，在“基于每一成像平面中的水平夹角和俯仰夹角求取所述成像平面组的视锥的最大水平夹角和最大俯仰夹角”步骤中，以所述观察坐标点为出发点同每一成像平面的顶点连接获取当前成像平面的水平夹角和俯仰夹角，对所述成像平面组中的所有成像平面的水平夹角取递加值后取最大水平夹角，对所述成像平面组中的所有成像平面的俯仰夹角取递加值后取最大俯仰夹角。3.根据权利要求1所述的实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法，其特征在于，在“根据所述最大水平夹角和所述最大俯仰夹角渲染球面画面”步骤中，根据所述最大水平夹角和所述最大俯仰夹角截取所述世界坐标系的投影区域，将所述世界坐标系的笛卡尔坐标系转换为球面坐标系得到投影区域在球面坐标系中的球面坐标，利用矩阵的形式表示所述球面坐标得到球面投影矩阵，依据所述球面投影矩阵进行渲染得到球面画面。4.根据权利要求1所述的实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法，其特征在于，每个成像平面的边界位置指的是每个成像平面同相邻的成像平面的位置。5.根据权利要求1所述的实现非平面成像面连续的屏幕空间反射方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦睿子，夏敏鸿，魏娉婷，
申请(专利权)人：杭州一隅千象科技有限公司，
类型：发明
国别省市：