用于虚拟人物的头发渲染方法、装置和设备制造方法及图纸

本公开的各实施例的目的是提供一种用于虚拟人物的头发渲染方法、装置和设备。渲染模型计算光照在单根发丝上的单次散射，以获得每个像素的第一颜色值；计算光照在多个发丝之间的多重散射，以获得每个像素的第二颜色值；根据所述第一颜色值与所述第二颜色值，确定相应像素的颜色值；还进一步通过透明可见性处理来确定需要渲染的像素。相对于PBR渲染，本公开的头发渲染方案在光影层次和立体感上有了较大的提升。进一步地，为了将写实效果与CG效果相结合，本公开的各实施例还优化了高光渲染部分，使得渲染后头发顶部的高光区域形成“天使环”。。。

【技术实现步骤摘要】
用于虚拟人物的头发渲染方法、装置和设备


[0001]本公开的各实施例涉及3D虚拟人物渲染
，尤其涉及一种用于虚拟人物的头发渲染技术。

技术介绍

[0002]头发渲染面临的技术挑战主要分为几何结构和光照阴影两部分：
[0003]几何结构：真实人体的发丝一般有10w根左右，并且头发是弯曲的，如果完全按照真实发丝一比一还原，所需要的顶点数是海量的。不管是从资源制作上，还是实时渲染所要求的算力都无法负担。市面上的主流游戏通常采用hair card(发片)模型加上透明贴图的方式来模拟发丝。
[0004]光照阴影：真实世界中，一根发丝上的不同部位受到光的影响不同，每根发丝间也并不是独立的，发丝间互相遮挡影响，互相交错造成了复杂的光学现象，从而无法用一个单一准确的物理模型进行模拟并得到较好的效果。
[0005]目前行业中相对比较成熟的写实发型建模方案主要分为两种：一种是传统3A游戏中大量使用的基于头发插片的Hair Card模型，典型案例如《最后生还者》《神秘海域4》等，在低配机器或移动端上，该方案会进一步退化成纯Mesh模型，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于虚拟人物的头发渲染方法，其中，该方法包括以下步骤：计算光照在单根发丝上的单次散射，以获得每个像素的第一颜色值；计算光照在多个发丝之间的多重散射，以获得每个像素的第二颜色值；根据所述第一颜色值与所述第二颜色值，确定相应像素的颜色值；其中，该方法还包括以下步骤：通过透明可见性处理来确定需要渲染的像素。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述透明可见性处理具体包括：通过剔除不需要渲染的像素来优化头发的渲染层次。3.根据权利要求2所述的方法，其中，该方法还包括以下步骤中的一项或多项：
‑
根据边缘平滑处理来平滑发丝边缘；
‑
根据图像降噪处理来对图像降噪。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述透明可见性处理具体包括：将头发分为内外层，对内层采用透明剔除，对外层采用半透明渲染，以优化头发的渲染层次。5.根据权利要求4所述的方法，其中，头发外层还可以按照离头皮的距离分成多层发片，在渲染时通过比较每层发片的深度来给各层发片排序，进而按照排序来由近至远逐层对相应发片进行半透明渲染。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，该方法还包括以下步骤：将头发延伸方向作为副切线，由此来确定法线方向并计算高光，使得渲染后的高光在头发顶部形成光圈区域。7.根据权利要求6所述的方法，其中，按照片层结构来制作头发面片，基于距离头皮的深度进行分层，相邻头发面片的布线连续。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述单次散射具体包括：将光路分为R、TT和TRT来分别计算每个像素的第一颜色值。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，所述多重散射具体包括：采用深度阴影算法，根据光源距离深度划分多个深度层，在不同深度层来对头发切片，为每个头发切片分别生成一张阴影贴图，累计每个头发切片的透光率，计算头发的阴影效果。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述通过透明可见性处理来确定需要渲染的像素的步骤首先被执行。11.一种用于虚拟人物的头发渲染的装置，其中，该装置包括：用于计算光照在单根发丝上的单次散射，以获得每个像素的第一颜色值的装置；用于计算光照在多个发丝之间的多重散射，以获得每个像素的第二颜色值的装置；用于根据所述第一颜色值与所述第二颜色值，确定相应像素的颜色值的装置；其中，该装置还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：康其润，
申请(专利权)人：上海哔哩哔哩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：