渲染次表面散射效果的方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种渲染次表面散射效果的方法和装置，该方案在确定出待渲染的目标对象之后，针对该目标对象中光线出射表面上的每个光线出射点，从该光线入射表面中采样出多个目标光线入射点；对于该光线出射点对应的每个该目标光线入射点，基于该目标光线入射点与该光线出射点之间的目标距离，对该目标光线入射点的光照强度进行指数衰减，得到经过衰减的光照强度；对于每个该光线出射点，将该光线出射点对应的多个经过衰减的光照强度进行加和，得到光线出射点的光照强度；依据光线出射面上各个光线出射点的光照强度，渲染目标对象的次表面散射效果。本申请的方案可以提高画面中渲染出的对象的次表面散射效果的真实性。

【技术实现步骤摘要】
渲染次表面散射效果的方法和装置
本申请涉及图像处理
，尤其涉及一种渲染次表面散射效果的方法和装置。
技术介绍
次表面散射，是光从非金属材质的物体表面进入物体后，经过物体内部散射，最后射出物体并进入视野中产生的现象。次表面散射主要用于模拟透明或半透明材质内部表面出来的一种真实光影特效，例如，在一根蜡烛烛光的照耀下，蜡烛靠近火焰的一端会呈现出半透明的效果；又如，在灯光等光线的照射下，人的皮肤所呈现出的效果等。次表面散射已经被广泛应用于三维动画电影、游戏等诸多领域，以提高画面中物体的真实感。为了渲染出三维动画电影以及游戏等画面中的对象(如，物体、人体部位等)所产生的次表面散射效果，需要根据光源的光线射入对象表面的入射点的光强，计算出光线射出该对象表面的射出点的光强，然后基于射出点的光强渲染该对象的次表面散射效果。然而由于目前计算光线射出对象表面的射出点的光强的精准度较低，使得射出点的光强与实际光强的偏差较多，从而影响到画面中对象的次表面散射效果的真实性。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供了一种渲染次表面散射效果的方法和装置，以三维动画电影以及游戏等领域中，提高画面中渲染出的对象的次表面散射效果的真实性。为实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种渲染次表面散射效果的方法，包括：从待渲染画面对应的三维场景空间中，确定待渲染的目标对象；获取所述目标对象中光线入射表面上各个光线入射点的光照强度；针对所述目标对象中光线出射表面上的每个光线出射点，从所述光线入射表面的光线入射点中，采样出多个目标光线入射点；对于所述光线出射点对应的每个所述目标光线入射点，基于所述目标光线入射点与所述光线出射点之间的目标距离，对所述目标光线入射点的光照强度进行指数衰减，得到经过衰减的光照强度；对于每个所述光线出射点，将所述光线出射点对应的多个经过衰减的光照强度进行加和，得到所述光线出射点的光照强度；依据所述光线出射面上各个所述光线出射点的光照强度，渲染所述目标对象的次表面散射效果。另一方面，本申请实施例还提供了一种渲染次表面散射效果的装置，包括：对象确定单元，用于从待渲染画面对应的三维场景空间中，确定待渲染的目标对象；光强获取单元，用于获取所述目标对象中光线入射表面上各个光线入射点的光照强度；入射点采样单元，用于针对所述目标对象中光线出射表面上的每个光线出射点，从所述光线入射表面的光线入射点中，采样出多个目标光线入射点；光照衰减单元，用于对于所述光线出射点对应的每个所述目标光线入射点，基于所述目标光线入射点与所述光线出射点之间的目标距离，对所述目标光线入射点的光照强度进行指数衰减，得到经过衰减的光照强度；出射光强确定单元，用于对于每个所述光线出射点，将所述光线出射点对应的多个经过衰减的光照强度进行加和，得到所述光线出射点的光照强度；效果渲染单元，用于依据所述光线出射面上各个所述光线出射点的光照强度，渲染所述目标对象的次表面散射效果。经由上述的技术方案可知，在本申请实施例中，从待渲染画面对应的三维场景空间中确定出待渲染的目标对象之后，对于该目标对象中光线射出的光线出射表面中的每个光线出射点，会从该目标对象中光线射入的光线入射表面中采集出多个目标光线入射点，然后根据该多个目标光线入射点的光照强度随着距离的指数衰减，确定出该光线出射点的光照强度，可见，在确定光线出射点的光照强度时，并非假设光线在目标对象中以直线传播，而仅仅依据一个某一个光线入射点的光照强度来确定光线出射点的光照强度；而是充分考虑到光线在目标对象中的漫反射现象，而综合考虑到目标对象的光线入射表面中多个光线入射点对该光线出射点的光照强度的影响，从而综合确定出该光线出射点的光照强度，使得光线出射点的光照强度更为贴近真实性，进而使得依据该光线出射点渲染出的次表面散射效果更佳符合真实的物理效果，提高了次表面散射的精准性和真实性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例公开的计算机设备的一种组成结构示意图；图2为本申请实施例所公开渲染次表面散射效果的方法所适用的一种应用场景的示意图；图3为本申请实施例公开的一种渲染次表面散射效果的方法的一个实施例的流程示意图；图4示出了光源与目标对象的相对位置关系的平面效果示意图；图5a示出了光线在物体内部发生散射的示意图；图5b示出了光线入射点处射出的光线经过散射后从光线出射点射出的效果示意图；图6a示出了用于确定光线出射点的光照强度所基于的光线入射点的集合的示意图；图6b示出了光线出射点A对应的一个光线入射点B，以及该光线入射点B对应的直接光线出射点C之间的位置关系平面示意图；图7示出了本申请实施例中确定目标光线入射点的光照强度经过折射损耗后的修正光照强度的实现流程示意图；图8示出了本申请实施例公开的一种渲染次表面散射效果的方法又一个实施例的流程示意图；图9a示出了从光线入射表面中首次采样得到的与该目标光线出射点对应的目标光线入射点的示意图；图9b为图9a中采样得到的目标光线入射点所对应的光线入射表面的坐标纹理图像中像素点的示意图；图9c示出了从光线入射表面中第二次采样得到的与该目标光线出射点对应的目标光线入射点的示意图；图9d为图9c中采样得到的目标光线入射点所对应的光线入射表面的坐标纹理图像中像素点的示意图；图10示出了本申请一种渲染次表面散射效果的装置一个实施例的组成结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请实施例提供了一种渲染次表面散射效果的方法和装置，该方法和装置应用于计算机图形、计算机动画、虚拟现实等领域所涉及到的画面中对象的次表面散射效果的渲染，提高画面中对象的次表面散射的精准度，提升画面中对象的次表面散射的真实性。例如，可以应用于对游戏画面中对象的次表面散射效果的渲染，以提高游戏对象的次表面散射效果的真实性。本实施例的方法和装置适用于任意计算机设备中，以通过该计算机设备完成对象的次表面散射效果的渲染，如，该计算机设备可展现游戏画面或三维动画等画面的终端，当然，也可以是向外提供游戏服务或者虚拟现实服务的服务器，或者是其他具备图形数据处理能力的设备。例如，该计算机设备可以是台式电脑、笔记本电脑、手机等设备。如图1，其示出了本申请实施例的渲染次表面散射效果的方法和装置所适用的计算机设备的一种组成结构示意图。在图1中，该计算机设备可以包括：处理器101、存储器102、通信接口103、显示器104、输入单元105和通信总线106。处理器101、存储器102、通信接口103、显示器104、输入单元105均通过通信总线106完成相互间的通信。在本申请实施例中，该处理器101至少包括：显卡中的图形处理器(GPU，GraphicsProcessingUn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种渲染次表面散射效果的方法，其特征在于，包括：从待渲染画面对应的三维场景空间中，确定待渲染的目标对象；获取所述目标对象中光线入射表面上各个光线入射点的光照强度；针对所述目标对象中光线出射表面上的每个光线出射点，从所述光线入射表面的光线入射点中，采样出多个目标光线入射点；对于所述光线出射点对应的每个所述目标光线入射点，基于所述目标光线入射点与所述光线出射点之间的目标距离，对所述目标光线入射点的光照强度进行指数衰减，得到经过衰减的光照强度；对于每个所述光线出射点，将所述光线出射点对应的多个经过衰减的光照强度进行加和，得到所述光线出射点的光照强度；依据所述光线出射面上各个所述光线出射点的光照强度，渲染所述目标对象的次表面散射效果。

【技术特征摘要】
1.一种渲染次表面散射效果的方法，其特征在于，包括：从待渲染画面对应的三维场景空间中，确定待渲染的目标对象；获取所述目标对象中光线入射表面上各个光线入射点的光照强度；针对所述目标对象中光线出射表面上的每个光线出射点，从所述光线入射表面的光线入射点中，采样出多个目标光线入射点；对于所述光线出射点对应的每个所述目标光线入射点，基于所述目标光线入射点与所述光线出射点之间的目标距离，对所述目标光线入射点的光照强度进行指数衰减，得到经过衰减的光照强度；对于每个所述光线出射点，将所述光线出射点对应的多个经过衰减的光照强度进行加和，得到所述光线出射点的光照强度；依据所述光线出射面上各个所述光线出射点的光照强度，渲染所述目标对象的次表面散射效果。2.根据权利要求1所述的渲染次表面散射效果的方法，其特征在于，在所述从所述光线入射表面的光线入射点中，采样出多个目标光线入射点之前，还包括：确定所述三维场景空间中照射所述目标对象的目标光源的空间位置；所述从所述光线入射表面的光线入射点中，采样出多个目标光线入射点，包括：根据所述目标光源的空间位置、所述光线出射点的空间坐标以及所述光线入射表面中各个光线入射点的空间坐标，从所述光线入射表面中，确定出与所述光线出射点以及所述目标光源处于同一直线上的直接光线入射点；将所述直接光线入射点作为采样出的目标光线入射点，并以所述直接光线入射点为中心，从所述光线入射表面中未被采样的光线入射点中，采样出指定数量个目标光线入射点。3.根据权利要求2所述的渲染次表面散射效果的方法，其特征在于，在所述将所述光线出射点对应的多个经过衰减的光照强度进行加和之后，还包括：将所述多个经过衰减的光照强度进行加和所得的结果缓存为所述光线出射点的待定光照强度；检测以所述直接光线入射点为中心，从所述光线入射表面中采样所述目标光线入射点的采样次数是否达到预设次数；如果所述采样次数未达到所述预设次数，则返回执行所述以所述直接光线入射点为中心，从所述光线入射表面中未被采样的光线入射点中，采样出指定数量个目标光线入射点的操作；如果所述采样次数达到所述预设次数，则将所述光照出射点对应的预设次数个待定光照强度相加的结果，确定为所述光照出射点的光照强度。4.根据权利要求3所述的渲染次表面散射效果的方法，其特征在于，所述以所述直接光线入射点为中心，从所述光线入射表面中未被采样的光线入射点中，采样出指定数量个目标光线入射点，包括：以所述直接光线入射点为中心，按照预设的采样间隔规则，从所述光线入射表面中未被采样的光线入射点中，采样出指定数量个目标光线入射点，其中，所述采样间隔规则为在目标光线入射点之间具有所述直接光线入射点的前提下，任意两个相邻的所述目标光线入射点之间间隔的光线入射点的间隔数量为所述采样次数与预设数量的乘积。5.根据权利要求1至4任一项所述的渲染次表面散射效果的方法，其特征在于，在所述基于所述目标光线入射点与所述光线出射点之间的目标距离，对所述目标光线入射点的光照强度进行指数衰减之前，还包括：依据所述三维场景空间中照射所述目标对象的目标光源的空间位置，以及所述目标光线入射点的位置，从所述目标对象的光线出射面中，确定出与所述目标光线入射点以及所述目标光源处于同一直线上的直接光线出射点；基于所述直接光线出射点、所述目标光线入射点以及所述光线出射点的位置关系，确定所述目标光线入射点的光照强度经过折射损耗后的修正光照强度；则所述基于所述目标光线入射点与所述光线出射点之间的目标距离，对所述目标光线入射点的光照强度进行指数衰减，包括：基于所述目标光线入射点与所述光线出射点之间的目标距离，对所述目标光线入射点的修正光照强度进行指数衰减。6.根据权利要求1所述的渲染次表面散射效果的方法，其特征在于，所述获取所述目标对象中光线入射表面上各个光线入射点的光照强度，包括：确定所述三维场景中照射所述目标对象的目标光源的空间位置以及所述目标光源的光照强度；按照预设的光照模型，并结合所述目标光源的空间位置和光照强度，获取所述目标对象中光线入射表面的光照纹理图像，所述光照纹理图像中的每个像素点具有一个光照强度，且所述光照纹理图像中的每个像素点分别表征所述光线入射表面中一个光线入射点。7.一种渲染次表面散射效果的装置，其特征在于，包括：对象确定单...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘皓，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44