【技术实现步骤摘要】
本申请涉及计算机图形处理，具体涉及一种用于光线追踪实现非透明材质的实时渲染处理方法和系统。
技术介绍
1、渲染是在电脑绘图时，通过软件将模型生成图像的过程。模型是用语言或者数据结构进行严格定义的三维物体或虚拟场景的描述，它包括几何，视点，纹理，照明和阴影等信息。图像是数字图像或者位图图像，渲染用于通过计算机视频编辑软件中的效果来生成最终视频的输出过程。渲染是三维计算机图形学中的重要的研究课题之一，并且在实践领域与其他技术密切相关，在图形流水线中，渲染是最后一项重要步骤，通过它得到模型与动画的最后显示效果。现在已经有各种不同的渲染工具产品，有些集成到更大的建模或者动画中，有些是独立产品，有些是开源的产品，从内部来看，渲染工具是根据各种学科理论，经过仔细设计的程序，其中包括光学、视觉感知、数字以及软件开发等。
2、光线追踪是模拟光源在现实生活中如何反应的方法。它追踪光线到达物体的路径，逼真地模拟光线如何反射回来以创建准确的反射、折射、阴影和间接照明。请参考图1，为光线追踪技术的原理示意图，具体包括：
3、1.对每个象素发出一光线v，与场景求得交点p；
4、2.计算p点处沿v的直接光照分量ic；
5、3.求v的反射方向r，与场景中其他物体求交点pr；
6、4.求交点处沿r方向的反射光强is；
7、5.求v的折射方向t，与场景中其他物体求交点pt；
8、6.求交点处沿t方向的反射光强it；
9、7.应用公式i＝ic＋ks·is＋kt·it，计
10、现有技术中，光线追踪通常指一种框架，是与光栅化渲染并列使用，能够解决光栅化导致的全局信息丢失和全局效果精度实现的瓶颈。如图1所示，从相机出发，对于每个像素点投射光线，与场景中第一个物体相交，在交点处根据物体性质，光源属性和光照模型等计算这个交点的颜色。然后在焦点处，继续变绿发生反射折射的光线，依次进行，直到光线到达光源或逸出场景光线追踪，将场景的渲染任务拆解。光线之间是并行的可以获取一个场景全局信息。
11、一般在光线追踪实现对非透明材质的实时渲染过程中，非透明材质的光反射特性参数都是预先设定好的，并在整个实时渲染过程中都是定值，然而在实际场景中，随着渲染角度和光源属性（光源强度、光源位置和光源类型）等渲染条件的变化，非透明材质的光反射特性也会有相应的改变，因此对于非透明材质按照预先设定不变的光反射特性参数进行渲染，就会发生渲染失真。
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的技术问题是在应用光线追踪技术对非透明材质进行实时渲染时的渲染效果。
2、根据第一方面，一种实施例中提供一种用于光线追踪实现非透明材质的实时渲染处理方法，包括：
3、基于光线追踪算法获取待渲染图像的像素点p及其对应在待渲染场景中非透明几何体上的实物点p；
4、在已渲染图像中对所述实物点p对应的成像点p′进行采样，并依据所述实物点p在已渲染图像中的所述成像点p′的采样结果和成像参数获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数；所述成像参数包括成像光路和表面法线方向，所述材质表面反射特性参数包括镜面反射分量和漫反射分量；
5、依据采样获取的所述非透明几何体的材质表面反射特性参数计算所述待渲染图像的像素点p的反射渲染值。
6、一实施例中，所述待渲染图像的像素点p的反射渲染值为镜面反射渲染值和漫反射渲染值之和，所述镜面反射渲染值依据所述材质表面反射特性参数中的镜面反射分量获取，所述漫反射渲染值依据所述材质表面反射特性参数中的漫反射分量获取。
7、一实施例中，所述依据所述实物点p在已渲染图像中的所述成像点p′的采样结果和成像参数获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数，包括：
8、应用双向反射分布函数公式计算所述非透明几何体的镜面反射分量；
9、应用双向散射分布函数公式计算所述非透明几何体的漫反射分量。
10、一实施例中，所述在已渲染图像中对所述实物点p对应的成像点p′进行采样，并依据所述实物点p在已渲染图像中的所述成像点p′的采样结果和成像参数获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数，包括：
11、在连续的至少两帧所述已渲染图像中分别对实物点p对应的成像点p′进行采样；
12、分别计算对应各自帧的所述非透明几何体的材质表面反射特性参数；
13、按一预设的统计学变量筛选算法获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数。
14、一实施例中，所述统计学变量筛选算法包括：
15、当连续帧的所述已渲染图像对应的材质表面反射特性参数依次增加或减少时，所述材质表面反射特性参数取极大值或极小值；当连续帧的所述已渲染图像对应的材质表面反射特性参数成线性分布时，所述材质表面反射特性参数依据该线性函数取值；当连续帧的所述已渲染图像对应的材质表面反射特性参数成非线性分布时，所述材质表面反射特性参数取均值。
16、一实施例中，所述在已渲染图像中对所述实物点p对应的成像点p′进行采样，并依据所述实物点p在已渲染图像中的所述成像点p′的采样结果和成像参数获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数，包括：
17、在所述待渲染图像的上一帧所述已渲染图像中，分别对包括实物点p对应的成像点p的一预设图像区域内随机采样至少两个像素点；所述预设图像区域在所述非透明几何体的成像范围内；
18、分别计算对应各自采样点的所述非透明几何体的材质表面反射特性参数；
19、对每个采样点的材质表面反射特性参数取均值作为所述非透明几何体的材质表面反射特性参数。
20、一实施例中，实时渲染处理方还包括：
21、应用双边滤波算法和/或时间域滤波算法清理渲染后的所述待渲染图像中的残余噪声。
22、一实施例中，实时渲染处理方还包括：
23、应用基于时间的抗锯齿算法对渲染后的所述待渲染图像进行降噪处理。
24、根据第二方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现第一方面所述的方法。
25、根据第三方面，一种实施例中提供一种用于光线追踪实现非透明材质的实时渲染处理系统，用于应用如第一方面所述的实时渲染处理方法，所述实时渲染处理系统包括：
26、实物点获取单元，用于基于光线追踪算法获取待渲染图像的像素点p及其对应在待渲染场景中非透明几何体上的实物点p；
27、反射参数获取单元，用于在已渲染图像中对所述实物点p对应的成像点p′进行采样，并依据所述实物点p在已渲染图像中的所述成像点p′的采样结果和成像参数获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数；所述成像参数包括成像光路和表面法线方向，所述材质表面反射特性参数包括镜面反射分量和漫反射分量；
28、渲染单元，用于依据采样获取的所述非透明本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于光线追踪实现非透明材质的实时渲染处理方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的实时渲染处理方法，其特征在于，所述待渲染图像的像素点p的反射渲染值为镜面反射渲染值和漫反射渲染值之和，所述镜面反射渲染值依据所述材质表面反射特性参数中的镜面反射分量获取，所述漫反射渲染值依据所述材质表面反射特性参数中的漫反射分量获取。
3.如权利要求1所述的实时渲染处理方法，其特征在于，所述依据所述实物点P在已渲染图像中的所述成像点p′的采样结果和成像参数获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数，包括：
4.如权利要求1所述的实时渲染处理方法，其特征在于，所述在已渲染图像中对所述实物点P对应的成像点p′进行采样，并依据所述实物点P在已渲染图像中的所述成像点p′的采样结果和成像参数获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数，包括：
5.如权利要求4所述的实时渲染处理方法，其特征在于，所述统计学变量筛选算法包括：
6.如权利要求1所述的实时渲染处理方法，其特征在于，所述在已渲染图像中对所述实物点P对应的成像点p′进行采样，并依据
7.如权利要求1所述的实时渲染处理方法，其特征在于，还包括：
8.如权利要求1所述的实时渲染处理方法，其特征在于，还包括：
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-8中任一项所述的实时渲染处理方法。
10.一种用于光线追踪阴影的实时渲染处理系统，其特征在于，用于应用如权利要求1-8中任一项所述的实时渲染处理方法，所述实时渲染处理系统包括：
...【技术特征摘要】
1.一种用于光线追踪实现非透明材质的实时渲染处理方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的实时渲染处理方法，其特征在于，所述待渲染图像的像素点p的反射渲染值为镜面反射渲染值和漫反射渲染值之和，所述镜面反射渲染值依据所述材质表面反射特性参数中的镜面反射分量获取，所述漫反射渲染值依据所述材质表面反射特性参数中的漫反射分量获取。
3.如权利要求1所述的实时渲染处理方法，其特征在于，所述依据所述实物点p在已渲染图像中的所述成像点p′的采样结果和成像参数获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数，包括：
4.如权利要求1所述的实时渲染处理方法，其特征在于，所述在已渲染图像中对所述实物点p对应的成像点p′进行采样，并依据所述实物点p在已渲染图像中的所述成像点p′的采样结果和成像参数获取所述非透明几何体的材质表面反射特性参数，包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：卜友竹，
申请(专利权)人：深圳图为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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