一种皮肤渲染方法、装置、设备及可读存储介质制造方法及图纸

本申请提供一种皮肤渲染方法、装置、设备及可读存储介质，方法包括：构建针对于目标皮肤的皮肤表面模型、粗糙度贴图和位移贴图；读取粗糙度作为曲率修正系数；读取位移作为微平面细节修正系数，以构建几何函数；根据几何函数对光线入射到皮肤表面模型上的入射点进行修正，并根据几何函数对反射光线进行修正；基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采样，根据采样结果求解渲染方程的积分项；根据积分项确定次表面散射系数；根据次表面散射系数对皮肤表面模型进行渲染。由此，解决了皮肤表面自阴影的问题，考虑到皮肤表面模型的几何结构信息，模拟了皮肤的细腻纹理和毛孔等特征，使得渲染结果更加逼真。使得渲染结果更加逼真。使得渲染结果更加逼真。

【技术实现步骤摘要】
一种皮肤渲染方法、装置、设备及可读存储介质


[0001]本申请实施例涉及图像渲染
，尤其涉及一种皮肤渲染方法、装置、设备及可读存储介质。

技术介绍

[0002]在皮肤渲染领域中，目前主流的利用次表面散射系数进行皮肤渲染的方法主要有：方案一：计算SSS(subspace scattering，全局次表面散射)系数调节散射在光总辐射度的占比，该方案应用于主流的数字人皮肤渲染方法中。方案二：预积分的方法，通过计算曲率得到光线与采样点法线之间的夹角作为次表面散射的效果判断依据，预计算成一张二维LUT(Look
‑
Up Table，查找表)。针对一些凹凸起伏的细节，进一步结合bent normal(环境法线)的方法，使用辐照度和距离查找LUT，得到散射效果。方案三：逐点计算次表面散射系数来决定距离采样，确定辐射度、距离的对应关系，从而计算出该点接收的散射量。
[0003]上述方案分别具备如下缺点：方案一的效果局限于皮肤渲染的整体透明度、红润度；方案二通过表面阴影的透明化和图像模糊的处理来实现类似次表面散射的泛光效果，但渲染结果不够逼真；方案三采用表面散射系数进行距离采样时，在三维模型不同面片的边缘会存在采样不均匀及采样点之间法线夹角小或过大的问题，在渲染时表现为产生颜色不均匀的线条，尤其是对于8K分辨率渲染成像时，此类视觉瑕疵会放大。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种皮肤渲染方法、装置、设备及可读存储介质，以解决相关技术中，在进行皮肤渲染时出现自阴影等问题从而导致渲染效果不够逼真的技术问题。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种皮肤渲染方法，所述方法包括：
[0006]构建针对于目标皮肤的皮肤表面模型、粗糙度贴图和位移贴图；
[0007]从所述粗糙度贴图中读取粗糙度作为所述皮肤表面模型的曲率修正系数；
[0008]从所述位移贴图中读取位移作为所述皮肤表面模型的微平面细节修正系数；
[0009]根据所述曲率修正系数和所述微平面细节修正系数构建几何函数；
[0010]根据所述几何函数对光线入射到所述皮肤表面模型上的入射点进行修正，并根据所述几何函数对基于所述光线以及所述入射点所形成的反射光线进行修正；其中，所述光线为在求解渲染方程时随机生成的模拟光线，所述渲染方程为基于所述皮肤表面模型所构建的方程；
[0011]基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采样，根据采样结果求解所述渲染方程的积分项；
[0012]根据所述积分项确定次表面散射系数；
[0013]根据所述次表面散射系数对所述皮肤表面模型进行渲染。
[0014]可选的，基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采样包括：
[0015]采用蒙特卡洛路径追踪方法，基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采
样。
[0016]可选的，在根据所述积分项确定次表面散射系数之后，所述方法还包括：
[0017]基于所述次表面散射系数构建次表面散射系数贴图；
[0018]接收用户针对于所述次表面散射系数贴图的调整指令；
[0019]根据所述调整指令对所述次表面散射系数贴图中的次表面散射系数进行调整。
[0020]可选的，根据所述几何函数对光线入射到所述皮肤表面模型上的入射点进行修正包括：
[0021]构建以所述入射点为中心的局部区域；
[0022]对所述局部区域进行预设数量次的网格细分；其中，所述预设数量和所述几何函数中的微平面细节修正系数相关；所述入射点的数量随网格细分的次数而增多；所述网格细分包括：LOOP网格细分。
[0023]可选的，根据所述几何函数对基于所述光线以及所述入射点所形成的反射光线进行修正包括：
[0024]根据所述曲率修正系数，对所述入射点的法线进行修正；
[0025]根据所述光线和修正后的法线，确定修正后的反射光线；
[0026]其中，所述根据所述曲率修正系数，对所述入射点的法线进行修正包括：将所述曲率修正系数与所述法线相乘，以对所述法线进行修正。
[0027]可选的，所述几何函数包括：沃罗诺伊图Voronoi边界平滑采样正则项，基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采样包括：
[0028]根据所述Voronoi边界平滑采样正则项，对所述皮肤表面模型的边界进行平滑采样；
[0029]其中，所述Voronoi边界平滑采样正则项为：其中，E
ij
为每个面片外接圆内包含的采样点法线，N
k
为所述面片的每条边，ω
ij
为所述皮肤表面模型的网格顶点i到j的权重，α和β是边ij的对角。
[0030]可选的，所述渲染方程为：
[0031][0032]其中,L0(p,ω0)为总辐射度，ω0为点p的法线，L
e
(p,ω0)为出射辐射度，ε2为点周围球面各个方向，f
sss
为散射函数∫为多重积分，L
i
为入射辐射度，ω
i
为入射方向，θ为入射方向与法线的夹角；p,wi
‑
w0表示各个方向上的光线对ω0的散射辐射度贡献；
[0033]其中，f
sss
＝L
i
cos(θ
‑
δ)
·
s(x)；其中，δ为点p法线和点q法线的夹角，s(x)＝k
·
diffuse(r)+λ，λ为散射光传输过程的能量损耗为可调参数，diffuse()为高斯距离扩散函数，S(x)为所述次表面散射系数。
[0034]可选的，根据所述积分项确定所述次表面散射系数包括：
[0035]在求解所述渲染方程的过程中，根据所述f
sss
及其多重积分确定所述次表面散射
系数。
[0036]第二方面，本申请实施例提供一种皮肤渲染装置，所述装置包括：
[0037]构建模块，用于构建针对于目标皮肤的皮肤表面模型、粗糙度贴图和位移贴图；
[0038]读取模块，用于从所述粗糙度贴图中读取粗糙度作为所述皮肤表面模型的曲率修正系数；
[0039]所述读取模块，还用于从所述位移贴图中读取位移作为所述皮肤表面模型的微平面细节修正系数；
[0040]所述构建模块，还用于根据所述曲率修正系数和所述微平面细节修正系数构建几何函数；
[0041]修正模块，用于根据所述几何函数对光线入射到所述皮肤表面模型上的入射点进行修正，并根据所述几何函数对基于所述光线以及所述入射点所形成的反射光线进行修正；其中，所述光线为在求解渲染方程时随机生成的模拟光线，所述渲染方程为基于所述皮肤表面模型所构建的方程；
[0042]采样模块，用于基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采样，根据采样结果求解所述渲染方程的积分项；
[0043]确定模块，用于根据所述积分项确定次表面散射系数；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种皮肤渲染方法，其特征在于，所述方法包括：构建针对于目标皮肤的皮肤表面模型、粗糙度贴图和位移贴图；从所述粗糙度贴图中读取粗糙度作为所述皮肤表面模型的曲率修正系数；从所述位移贴图中读取位移作为所述皮肤表面模型的微平面细节修正系数；根据所述曲率修正系数和所述微平面细节修正系数构建几何函数；根据所述几何函数对光线入射到所述皮肤表面模型上的入射点进行修正，并根据所述几何函数对基于所述光线以及所述入射点所形成的反射光线进行修正；其中，所述光线为在求解渲染方程时随机生成的模拟光线，所述渲染方程为基于所述皮肤表面模型所构建的方程；基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采样，根据采样结果求解所述渲染方程的积分项；根据所述积分项确定次表面散射系数；根据所述次表面散射系数对所述皮肤表面模型进行渲染。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采样包括：采用蒙特卡洛路径追踪方法，基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采样。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述积分项确定次表面散射系数之后，所述方法还包括：基于所述次表面散射系数构建次表面散射系数贴图；接收用户针对于所述次表面散射系数贴图的调整指令；根据所述调整指令对所述次表面散射系数贴图中的次表面散射系数进行调整。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述几何函数对光线入射到所述皮肤表面模型上的入射点进行修正包括：构建以所述入射点为中心的局部区域；对所述局部区域进行预设数量次的网格细分；其中，所述预设数量和所述几何函数中的微平面细节修正系数相关；所述入射点的数量随网格细分的次数而增多；所述网格细分包括：LOOP网格细分。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述几何函数对基于所述光线以及所述入射点所形成的反射光线进行修正包括：根据所述曲率修正系数，对所述入射点的法线进行修正；根据所述光线和修正后的法线，确定修正后的反射光线；其中，所述根据所述曲率修正系数，对所述入射点的法线进行修正包括：将所述曲率修正系数与所述法线相乘，以对所述法线进行修正。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述几何函数包括：沃罗诺伊图Voronoi边界平滑采样正则项，基于修正后的入射点和修正后的反射光线进行采样包括：根据所述Voronoi边界平滑采样正则项，对所述皮肤表面模型的边界进行平滑采样；其中，所述Voronoi边界平滑采样正则项为：其中，E
ij
为每个面片外接圆内包含的采样点法线，N
k
为所述面片的每条边，ω
ij
为所述皮肤表面模型的网格顶<...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志平，蒋晨晨，蔡永辉，陈霖甲，梁皓亭，
申请(专利权)人：中国移动通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：