一种三维场景物理渲染方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维场景物理渲染方法和装置，其中所述方法包括：将光线明暗过渡参数预设为固定值；根据场景中可见的物体数量和光源数量，设置场景的质量等级参数；根据场景所需的平滑效果，设置场景的平滑处理参数；根据场景的色彩明暗，设置光源参数；根据所述明暗过渡参数、质量等级参数、平滑处理参数和光源参数对所述场景进行渲染。本发明专利技术在保证渲染效果的同时大幅减少渲染时间，极大地提高了渲染效率。

【技术实现步骤摘要】
一种三维场景物理渲染方法和装置
本专利技术涉及计算机图形处理
，具体涉及一种三维场景物理渲染方法和装置。
技术介绍
渲染(Render)在计算机图形处理中，是指从模型生成图像的过程，其中模型是用严格定义的语言或者数据结构对于三维物体的描述，它包括几何、视点、纹理以及照明信息。图像是数字图像或者位图图像。目前，基于物理方法的体?宣染技术(PhysicallyBased Rendering Techniques,简称PBRT)已经成为图形处理方面研究的重点之一。物理渲染技术是一个基于真实光线物理特性的全新渲染引擎，其按照完全精确的算法和公式来重现光线的行为，可以记录场景内所有元素之间相互影响的信息，并且所有的光线计算都是使用光谱信息和高动态区域数据来执行的，能够用于渲染更加真实的静态光照和实现各种光源的遮蔽效果，以实现照片级别的图像效果。但是，市面上常见的渲染器(例如3DMAX)为了得到比较精细的渲染画面，总是默认渲染场景中所有的物体和光源，而不考虑这些物体和光源是否都能够被看见，这样就导致常常需要耗费大量的时间进行渲染操作，有时甚至需要几天才能渲染得到一个三维场景。渲染效率低下已经成为限制物理渲染技术发展的一大问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提出一种三维场景物理渲染方法和装置，在保证渲染效果的同时大幅减少渲染时间，极大地提高了渲染效率。本专利技术实施例公开了一种三维场景物理渲染方法，包括:将光线明暗过渡参数预设为固定值；根据场景中可见的物体数量和光源数量，设置场景的质量等级参数；根据场景所需的平滑效果，设置场景的平滑处理参数；根据场景的色彩明暗，设置光源参数；根据所述明暗过渡参数、质量等级参数、平滑处理参数和光源参数对所述场景进行渲染。进一步地，在根据所述明暗过渡参数、质量等级参数、平滑处理参数和光源参数对所述场景进行渲染之前，还包括:根据场景的质量要求，设置采样质量参数；根据场景的背面渲染需求，设置背面渲染参数；则所述根据所述明暗过渡参数、质量等级参数、平滑处理参数和光源参数对所述场景进行渲染，进一步包括根据所述采样质量参数和背面渲染参数对所述场景进行渲染。进一步地,所述明暗过渡参数包括:高斯模糊参数、光晕参数和伽马校正参数。进一步地，所述根据场景的色彩明暗，设置光源参数具体包括:根据场景的明暗程度，设置光源的强度参数；根据场景的色彩层次，设置光源的饱和度参数；根据场景的明暗层次，设置光源的对比度参数；根据光源对周围环境的能量影响，设置光源的辐射度参数。进一步地，所述平滑处理参数包括:1倍、2倍、2倍平滑、4倍或4倍平滑。本专利技术实施例还公开了一种三维场景物理渲染装置，包括:明暗过渡预设单元，用于将光线明暗过渡参数预设为固定值；质量等级设置单元，用于根据场景中可见的物体数量和光源数量，设置场景的质量等级参数；平滑处理设置单元，用于根据场景所需的平滑效果，设置场景的平滑处理参数；光源设置单元，用于根据场景的色彩明暗，设置光源参数渲染单元，用于根据所述明暗过渡参数、质量等级参数、平滑处理参数和光源参数对所述场景进行渲染。进一步地，所述三维场景物理渲染装置还包括:采样质量设置单元，用于根据场景的质量要求，设置采样质量参数；背面渲染设置单元，用于根据场景的背面渲染需求，设置背面渲染参数；则所述渲染单元进一步用于根据所述采样质量参数和背面渲染参数对所述场景进行渲染。进一步地,所述明暗过渡参数包括:高斯模糊参数、光晕参数和伽马校正参数。进一步地，所述光源设置单元还包括:光源强度设置单元，用于根据场景的明暗程度，设置光源的强度参数；光源饱和度设置单元，用于根据场景的色彩层次，设置光源的饱和度参数；光源对比度设置单元，用于根据场景的明暗层次，设置光源的对比度参数；光源辐射度设置单元，用于根据光源对周围环境的能量影响，设置光源的辐射度参数；进一步地，所述平滑处理参数包括:1倍、2倍、2倍平滑、4倍或4倍平滑。本专利技术实施例通过预设部分渲染参数，并且根据场景内可见的物体数量和光源数量设置场景的质量等级参数，使得在对场景进行渲染时只渲染可见的物体和光源，而忽略那些不可见的物体和光源，从而大幅缩减了渲染时间，提高了渲染效率。【附图说明】图1是本专利技术第一实施例的三维场景物理渲染方法的流程图。图2是本专利技术第二实施例的三维场景物理渲染方法的流程图。图3是本专利技术第三实施例的三维场景物理渲染装置的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部。图1是本专利技术第一实施例的三维场景物理渲染方法的流程图。如图1所示，本实施例公开了一种三维场景物理渲染方法，包括:步骤110、将光线明暗过渡参数预设为固定值。所述明暗过渡参数主要用于计算场景中明暗交界处的光线过渡效果。在本实施例中，所述明暗过渡参数可以包括高斯模糊参数、光晕参数和伽马校正参数。所述高斯模糊参数用来作为高斯模糊效果的调节因子，高斯模糊也叫高斯平滑，通常用来减少图像噪声以及降低细节层次。所述光晕参数用于调节场景中的光晕效果，光晕效果可以在场景中形成各种光斑和发光发热效果。所述伽马校正参数主要用于伽马校正，以防止由于光线过强导致的场景中物体纹理不清晰的问题。在本实施例中，所述高斯模糊参数、光晕参数和伽马校正参数都可以预设为固定值，其中所述高斯模糊参数可以预设为0.25，所述光晕参数可以预设为4.0，所述伽马校正参数可以预设为2.0。步骤120、根据场景中可见的物体数量和光源数量，设置场景的质量等级参数。所述质量等级参数可以分为高、中、低三档，具体地说，对于一个非常大的场景(例如最远距离> 2000米)，这种高中低的设置其实就是对所述场景的一个屏幕截体的设置，如果屏幕截体的最远距离比较远(例如2000米)，此时屏幕截体内就可以看见2000米范围内的物体和光源，那么物体数量和光源数量都很多，则将此时的质量等级参数设置为高，相反地，如果屏幕截体的最远距离比较近(例如500米)，那么此时屏幕截体内的物体数量和光源数量都很少，则将此时的质量等级参数设置为低，同样，如果屏幕截体的最远距离适中(例如1000米)，那么此时屏幕截体内的物体数量和光源数量在很多和很少之间，则将此时的质量等级参数设置为中。所述质量等级越高，场景内的物体和光源也就越多，需要的渲染时间也越长。步骤130、根据场景所需的平滑效果，设置场景的平滑处理参数。具体地，在场景中的宽大区域、低频成分、主干部分或抑制图像噪声和干扰高频成分，普遍存在图像亮度突变的情况。为了使得场景中亮度平缓渐变，减小突变梯度，改善图像质量，需要根据场景所需的平滑效果，设置场景的平滑处理参数。所述平滑处理参数包括I倍、2倍、2倍平滑、4倍或4倍平滑。当所述平滑处理参数设置为I倍时，表示不做平滑处理；当所述平滑处理参数设置为2倍时，表示对场景中相邻的2个像素做线性插值平滑；当所述平滑处理参数设置为2倍平滑时，表示对场景中相邻的2个像素做2次插值平滑；当所述平滑处理参数设置为4倍时，表示对场景中相邻的4个像素做线性插值平滑；当所述平滑处理参数设置为4倍本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维场景物理渲染方法，其特征在于，包括：?将光线明暗过渡参数预设为固定值；?根据场景中可见的物体数量和光源数量，设置场景的质量等级参数；?根据场景所需的平滑效果，设置场景的平滑处理参数；?根据场景的色彩明暗，设置光源参数；?根据所述明暗过渡参数、质量等级参数、平滑处理参数和光源参数对所述场景进行渲染。

【技术特征摘要】
1.一种三维场景物理渲染方法，其特征在于，包括: 将光线明暗过渡参数预设为固定值； 根据场景中可见的物体数量和光源数量，设置场景的质量等级参数； 根据场景所需的平滑效果，设置场景的平滑处理参数； 根据场景的色彩明暗，设置光源参数； 根据所述明暗过渡参数、质量等级参数、平滑处理参数和光源参数对所述场景进行渲染。2.如权利要求1所述的三维场景物理渲染方法，其特征在于，在根据所述明暗过渡参数、质量等级参数、平滑处理参数和光源参数对所述场景进行渲染之前，还包括: 根据场景的质量要求，设置采样质量参数； 根据场景的背面渲染需求 ，设置背面渲染参数； 则所述根据所述明暗过渡参数、质量等级参数、平滑处理参数和光源参数对所述场景进行渲染，进一步包括根据所述采样质量参数和背面渲染参数对所述场景进行渲染。3.如权利要求1或2所述的三维场景物理渲染方法，其特征在于，所述明暗过渡参数包括:高斯模糊参数、光晕参数和伽马校正参数。4.如权利要求1或2所述的三维场景物理渲染方法，其特征在于，所述根据场景的色彩明暗，设置光源参数具体包括: 根据场景的明暗程度，设置光源的强度参数； 根据场景的色彩层次，设置光源的饱和度参数； 根据场景的明暗层次，设置光源的对比度参数； 根据光源对周围环境的能量影响，设置光源的辐射度参数。5.如权利要求1或2所述的三维场景物理渲染方法，其特征在于，所述平滑处理参数包括:1倍、2倍、2倍平滑、4倍或4倍平滑。6.一种三维场景物理渲染装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昌臻，
申请(专利权)人：北京像素软件科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：