CN103500464B - 一种3d渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法。其中，该计算方法包括直线光源的计算和圆弧形曲线光源的计算，主要模拟现实中的条形灯的效果。该功能包括：用户可以通过调节界面对3D场景中线形光源的渲染效果进行即时调节；调节完成后将调色参数保存；下次打开该场景时将保存的调色参数应用的场景渲染中。本发明的一个主要应用是模拟吊顶及背景墙上面的条形虚光效果，光线由光源位置向周围逐渐淡化。同时，用户也可以根据调节界面对光照的效果进行调节，主要包括：光源的颜色和光照的范围。本方案提高了场景渲染的美观性和灵活性，增加了用户对场景渲染的视觉体验。
Description
技术领域
本发明涉及计算机建筑装修布局，是一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法。具体涉及模拟场景渲染中线形光源对物体的反射效果，及对该效果即时调节的功能。
背景技术
计算机建筑装修布局中，某些3D渲染引擎并没有内置的线形光源对象，要想渲染出线形光源对物体产生的虚光效果，就需要程序去模拟光源，进行光照计算。同时，这种渲染效果对于每个场景或显示设备的显示效果并不相同，如果为此准备大量模型以备不同场景的渲染效果进行替换，就大大增加了制作成本。所以需要一种可以即时调节渲染效果，并将调节结果进行保存的功能。从而增加场景渲染的灵活性，便捷性，以及给用户带来更好的用户体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，通过模拟光源渲染出虚光效果，并提供即时调节功能，以提高场景渲染的灵活性，适应不同显示设备及不同用户对同一场景的需求。在一定程度也降低了制作模型的成本。
本发明的技术方案是这样实现的：一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，所述方法包括：在3D场景渲染中虚拟进行线形光源效果的计算，所述计算包括直线光源的计算和圆弧曲线光源的计算，然后通过界面对线形光照效果进行调色调节，对于调节过的调色参数存储在存储模块，下次打开该场景时，调出之前的调色参数进行显示。
方案进一步是：所述线形光源的调节是针对单个模型线形光源的调节，所述调色参数的存储是以单个模型线形光源光照参数进行的存储。
方案进一步是：所述通过界面对线形光照效果进行调色调节包括：光源颜色调节、光照范围调节。
方案进一步是：所述方法进一步包括：线形光源形成的虚光效果加在某个物体上，根据其材质名中关键字进行判断物体是否应该产生虚光效果，关键字与一个事先存储的关键字表相符合则产生虚光效果，如果不符合不产生虚光效果。
所述方法进一步包括：在完成调色后，从调色面板提取相关调色参数保存在本地的存储模块中，并将该调色参数应用于当前场景中的物体上，在对已调色物体开始重新调色前，保存一份原调色参数信息，如果放弃本次调色，则将原调色参数还原回来。
所述方法进一步包括：再次打开以前的场景时，首先查询存储模块，将之前有虚光效果模型的调色参数提取出来，并应用到本次渲染场景中。
方案进一步是：所述界面中光源颜色调节包含3个滑动条，分别代表颜色的R，G，B值，其中每个滑动条的调节范围为0~255。
方案进一步是：所述界面中设置有光照范围滑动条控制，光照范围调节由光照范围滑动条控制，调节范围为0~100，0~100值表示光照的集中程度，值越大光照范围越小。
本发明的有益效果是：用户可以根据调节界面对光照的效果进行调节，提高了场景渲染的美观性和灵活性，增加了用户对场景渲染的视觉体验。
下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1为调光方法界面1，右键点击墙面弹出调光菜单按钮截图；
图2为调光方法界面2，点击调色按钮后弹出的调光界面截图；
图3为调光方法界面3，拖动各选项滑动条进行调光后的渲染显示效果截图；
图4为计算方式示意图。
具体实施方式
一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，所述方法包括：在3D场景渲染中虚拟进行线形光源效果的计算，所述计算包括直线光源的计算和圆弧曲线光源的计算，然后通过界面对线形光照效果进行调色调节，对于调节过的调色参数存储在存储模块，下次打开该场景时，调出之前的调色参数进行显示。
实施例中：所述线形光源的调节是针对单个模型线形光源的调节，所述调色参数的存储是以单个模型线形光源光照参数进行的存储。
实施例中：所述通过界面对线形光照效果进行调色调节包括：光源颜色调节、光照范围调节。
实施例中：所述方法进一步包括：线形光源形成的虚光效果加在某个物体上，根据其材质名中关键字进行判断物体是否应该产生虚光效果，关键字与一个事先存储的关键字表相符合则产生虚光效果，如果不符合不产生虚光效果。
所述方法进一步包括：在完成调色后，从调色面板提取相关调色参数保存在本地的存储模块中，并将该调色参数应用于当前场景中的物体上，在对已调色物体开始重新调色前，保存一份原调色参数信息，如果放弃本次调色，则将原调色参数还原回来。
所述方法进一步包括：再次打开以前的场景时，首先查询存储模块，将之前有虚光效果模型的调色参数提取出来，并应用到本次渲染场景中。
实施例中：所述界面中光源颜色调节包含3个滑动条，分别代表颜色的R，G，B值，其中每个滑动条的调节范围为0~255。
实施例中：所述界面中设置有光照范围滑动条控制，光照范围调节由光照范围滑动条控制，调节范围为0~100，0~100值表示光照的集中程度，值越大光照范围越小。
实施例中，所述线形光源效果的计算是：首先，所有光照计算都是基于点光源的光照方程来进行，光照方程将光分为3个部分：环境光分量、漫反射分量和高光分量。其中环境光是整个场景的光照，和具体光源无关；漫反射分量和物体表面法线与光源方向向量的夹角相关；高光分量和视角方向向量与光源方向向量的夹角相关。
同样在计算线形光源时，也是基于点光源光照方程进行计算的，只不过在于计算某个顶点的光源方向向量时，选取线形光源上的哪个点作为计算基准。本方案选取顶点到线形光源垂线与线形光源相交的点作为电光源进行计算。暂不考虑该光源点周围的光源点对顶点的光照影响。
如图4所示，线段P1P2表示一个线形光源，点A和点B分别表示3D空间中相对线形光源不同位置的点。在计算A点的光照时，首先通过3D空间中A点向线段P1P2引垂线，如图得到点D，D点在线段P1P2内，所以取D点为点光源位置，通过光照方程计算A点的光照。在计算B点的光照时，通过B点向线段引垂线，垂点并没有在线段之内，这时就取3D空间中线段P1P2中离点B最近的P1点作为点光源位置来计算B点的光照。
在上述方法中用户可以通过界面对线形光照效果进行调节。对于用户调节过的光照参数，系统将其存储在存储模块，下次打开该场景时，系统会自动调出之前的调色参数进行显示。其中，所述线形光源包括直线条形光源、圆弧形曲线光源。当然由若干条形光源可以组成一个矩形光源。这种线形光源的光照效果是模拟效果，3D场景中并不一定真正存在该光源。其中，所述线形光源的调节是针对单个模型的，而不是整个场景。后面调色参数的存储也是以单个模型为单位进行存储的。其中，所述用户通过界面调节光照效果包括：光源颜色调节、光照范围调节。其中，所述线形光源形成的虚光效果加在某个物体上，物体是否应该产生虚光效果根据其材质名中某些特殊关键字来进行判断。其中，所述用户完成调色后，系统从调色面板提取相关数据，将其保存在本地的存储模块中，并将该调色参数应用与当前场景中的物体上。在开始调色前，系统会保存一份原始的调色参数信息，如果用户想放弃本次调色，系统会将原来的调色参数还原回来。其中，所述用户再次打开以前的场景时，系统首先查询存储模块，将之前有虚光效果模型的调色参数提取出来，并应用到本次渲染场景中。其中，所述界面中光源颜色调节包含3个滑动条，分别代表颜色的R，G，B值。其中每个滑动条的调节范围为0~255。其中，所述界面中光照范围调节由一个滑动条控制，调节范围为0~100。这个值表示了光照的集中程度，值越大光照范围越小。
下面介绍调光功能流程：
用户使用鼠标左键选中物体，然后右键点击弹出菜单，如图1所示。不同物体会根据其类别弹出不同的菜单，个别物体有可能会不支持调光功能，所以，弹出的菜单里有可能会不包含调光这一选项。
点击已有的调光按钮，会弹出所选中物体的调光界面。界面中包含若干功能选项，如图1和图2所示。如果用户之前对选中物体没进行过调色操作，则系统会赋给该物体一个默认调色参数；如果用户之前对其进行过调整，则系统会自动抓取以前调整过的参数显示在用户界面中。图2即为默认调色参数。
之后用户可以根据自己的需求，拖动滑动条进行调整，当觉得效果适当时点击确定按钮保存调色参数，图3为调整后的显示效果。
Claims (7)
1.一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，其特征在于，所述方法包括：在3D场景渲染中虚拟进行线形光源效果的计算，所述计算包括直线光源的计算和圆弧曲线光源的计算，然后通过界面对线形光照效果进行调色调节，对于调节过的调色参数存储在存储模块，下次打开该场景时，调出之前的调色参数进行显示；
所述方法中：所述线形光源形成的虚光效果加在某个物体上，根据其材质名中关键字进行判断物体是否应该产生虚光效果，关键字与一个事先存储的关键字表相符合则产生虚光效果，如果不符合不产生虚光效果。
2.根据权利要求1所述的一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，其特征在于：所述线形光源的调节是针对单个模型线形光源的调节，所述调色参数的存储是以单个模型线形光源光照参数进行的存储。
3.根据权利要求1所述的一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，其特征在于：所述通过界面对线形光照效果进行调色调节包括：光源颜色调节、光照范围调节。
4.根据权利要求1所述的一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，其特征在于：所述方法进一步包括，在完成调色后，从调色面板提取相关调色参数保存在本地的存储模块中，并将该调色参数应用于当前场景中的物体上，在对已调色物体开始重新调色前，保存一份原调色参数信息，如果放弃本次调色，则将原调色参数还原回来。
5.根据权利要求4所述的一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，其特征在于：所述方法进一步包括：再次打开以前的场景时，首先查询存储模块，将之前有虚光效果模型的调色参数提取出来，并应用到本次渲染场景中。
6.根据权利要求1所述的一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，其特征在于：所述界面中光源颜色调节包含3个滑动条，分别代表颜色的R，G，B值，其中每个滑动条的调节范围为0~255。
7.根据权利要求6所述的一种3D渲染场景中模拟线形光源的实时调节方法，其特征在于：所述界面中设置有光照范围滑动条控制，光照范围调节由光照范围滑动条控制，调节范围为0~100，0~100值表示光照的集中程度，值越大光照范围越小。
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