CN105321201A - 基于云端光照烘焙的移动端3d实时渲染方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法及系统，该系统包括移动终端、云端数据库服务器和云端渲染服务器，该方法包括步骤1，用户在移动终端的控制模块上创建室内场景；步骤2，用户通过控制模块向云端数据库服务器发出渲染请求；步骤3，云端数据库服务器通知云端渲染服务器在其任务队列中添加该室内场景信息；步骤4，云端渲染服务器从其任务队列中读取该室内场景信息并烘焙相应的光照贴图；步骤5，烘焙完成的光照贴图回传至云端数据库服务器上；步骤6，移动终端将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。它具有如下优点：提高了渲染性能和质量，用户能够在处理性能较低的移动终端上体验到高质量的静态和动态光照渲染效果。

Description

基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法及系统

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法及系统。

背景技术

当下有众多在已知的三维场景下进行光照处理的解决方案，然而其各自都有其优势和劣势。

其一为动态实时光照/阴影计算方法，该方法的优势是能逐帧处理场景下的光照，能够对动态改变中的场景进行动态实时光照处理，处理每帧渲染的时间在毫秒级别；但在要求高品质高保真的效果下，该渲染方法需要较为巨大的计算量，处理每帧渲染的时间变大，性能下降，要求单机硬件配置较高，成本高。

其二为灯光贴图的方法，该方法将场景中的光照物体提前计算处理，并生成贴图覆盖于物体上。此方法的渲染效果较动态实时光照/阴影计算方法好；但是灯光贴图的烘焙一般会需要数分钟至数小时时间的提前处理(取决于机器性能)，且灯光贴图应用对象必须是静态场景，不适用于动态改变中的场景。

相比较而言，动态实时光照/阴影计算方法比较简单且处理速度在毫秒级别上可实现，但是一旦渲染过大则会降低系统性能，且若在移动端上进行实时动态渲染，比较耗电。而灯光贴图的烘焙需要较长提前渲染的时间，无法实现动态渲染，但是在静态渲染中，其实时性较动态实时光照/阴影计算的方法要高，渲染过程较省电。

移动终端由于受限于硬件配置，其渲染能力一般较弱，因而许多移动终端的应用不会采用复杂的动态实时光照方法处理，甚至不会对三维场景采用实时动态光照，使用光照效果的应用中往往都是采用光照贴图，一般只能适用静态场景。

发明内容

本发明提供了一种基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法及系统，其克服了背景技术中所述的现有技术的缺点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法，它包括：

步骤1，用户在移动终端的控制模块上创建室内场景；

步骤2，用户通过所述控制模块向云端数据库服务器发出渲染请求，所述移动终端存储当前的室内场景信息并将该室内场景信息上传到云端数据库服务器存储，该渲染请求包括了与当前室内场景相对应的房屋识别信息；

步骤3，云端数据库服务器通知云端渲染服务器在其任务队列中添加该室内场景信息；

步骤4，云端渲染服务器从其任务队列中读取该室内场景信息并烘焙相应的光照贴图；

步骤5，烘焙完成的光照贴图回传至云端数据库服务器上，并标记为已完成烘焙的光照贴图；

步骤6，所述移动终端通过所述房屋识别信息识别与该室内场景对应的已完成烘焙的光照贴图，并将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。

一实施例之中：包括静态渲染模式：所述步骤2中，用户通过在控制模块上手动操作按键向云端数据库服务器发出渲染请求，所述移动终端存储当前的室内场景信息并将该室内场景信息上传到云端数据库服务器，该渲染请求包括了室内场景所对应的房屋识别信息；所述步骤6中，用户通过在控制模块上手动操作按键再次加载当前室内场景信息时，移动终端通过所述房屋识别信息识别与该室内场景对应的已完成烘焙的光照贴图，并将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。

一实施例之中：包括动态渲染模式：所述步骤2中，当室内场景信息发生变化时，即触发控制模块向云端数据库服务器发出渲染请求，并将变化后的室内场景信息作为当前室内场景信息，所述移动终端存储当前的室内场景信息并将该室内场景信息上传到云端数据库服务器，该渲染请求包括了室内场景所对应的房屋识别信息；所述步骤6中，一旦该光照贴图烘焙完成，即触发移动终端通过所述房屋识别信息识别与该室内场景对应的已完成烘焙的光照贴图，并将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。

一实施例之中：所述移动终端包括手机、平板电脑、笔记本中的任一种。

一实施例之中：所述房屋识别信息包括房号信息、房屋地理位置信息、屋内摆设信息中的一种或多种。

室内家装虚拟现实的云渲染系统，它包括：

移动终端，设有控制模块，该控制模块用于创建室内场景、发送渲染请求和下载光照贴图并将该光照贴图应用于室内场景中；

云端数据库服务器，用于存储由移动终端发送过来的待渲染的室内场景信息和已完成烘焙的光照贴图；

云端渲染服务器，用于读取云端数据库服务器发送过来的室内场景信息，并进行光照贴图的烘焙，并将已完成烘焙的光照贴图发送回云端数据库服务器。

其中，所述移动终端、云端数据库服务器及云端渲染服务器之间相互通讯连接，所述渲染请求中包括与所述室内场景相对应的房屋识别信息。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

通过增设云端数据库服务器和云端渲染服务器，将光照贴图的烘焙处理步骤送发云端渲染服务器进行处理，结合了背景技术中所述的动态实时光照/阴影计算方法和光照贴图方法两者的优点及克服了两者的缺点，且云端渲染服务器的处理速度足够实现移动终端的动态渲染，进一步提高处理速度和渲染实时性，提高渲染的整体性能和渲染质量，使用户能够在处理性能较低的移动终端上体验到高质量的静态和动态光照渲染效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1绘示了本发明所述的室内家装虚拟现实的云渲染系统框图。

图2绘示了本发明所述的室内家装虚拟现实的云渲染步骤流程图。

具体实施方式

请查阅图1，本发明所述的室内家装虚拟现实的云渲染系统，它包括：

移动终端1，设有控制模块11(移动终端上安装的APP)，该控制模块11用于创建室内场景、发送渲染请求和下载光照贴图并将该光照贴图应用于室内场景中；

云端数据库服务器2，用于存储由移动终端1发送过来的待渲染的室内场景信息和已完成烘焙的光照贴图；

云端渲染服务器3，用于读取云端数据库服务器2发送过来的室内场景信息，并完成光照贴图的烘焙，并将已完成烘焙的光照贴图发送回云端数据库服务器2。

其中，所述移动终端1、云端数据库服务器2及云端渲染服务器3之间相互通讯连接，所述渲染请求中包括与所述室内场景相对应的房屋识别信息。

请查阅图2，基于上述室内家装虚拟现实的云渲染系统，其渲染方法包括：

步骤1，用户在移动终端1的控制模块11上创建室内场景；

步骤2，用户通过所述控制模块11向云端数据库服务器2发出渲染请求，所述移动终端1存储当前的室内场景信息并将该室内场景信息上传到云端数据库服务器2存储，该渲染请求包括了与当前室内场景相对应的房屋识别信息；所述房屋识别信息包括房号信息、房屋地理位置信息、屋内摆设信息中的一种或多种；该室内场景信息包括场景中的模型信息及其位置信息等。

步骤3，云端数据库服务器2通知云端渲染服务器3在其任务队列中添加该室内场景信息；

步骤4，云端渲染服务器3从其任务队列中读取该室内场景信息并烘焙相应的光照贴图；

步骤5，烘焙完成的光照贴图回传至云端数据库服务器2上，并标记为已完成烘焙的光照贴图；

步骤6，所述移动终端1通过所述房屋识别信息识别与该室内场景对应的已完成烘焙的光照贴图，并将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。

基于上述渲染步骤，可分为静态渲染模式和动态渲染模式：

在静态渲染模式中，所述步骤2中，用户通过在控制模块11上手动操作按键(渲染请求发送键)向云端数据库服务器2发出渲染请求(在这之前，用户应当已通过渲染模式选择键将渲染模式设置为静态渲染模式)，所述移动终端1存储当前的室内场景信息并将该室内场景信息上传到云端数据库服务器2，该渲染请求包括了室内场景所对应的房屋识别信息；所述步骤6中，用户通过在控制模块11上手动操作按键(光照贴图下载按键)再次加载当前室内场景信息时，移动终端1通过所述房屋识别信息识别与该室内场景对应的已完成烘焙的光照贴图，并将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。在该静态渲染模式中，一般是针对一个当前静态场景进行一次的光照贴图渲染，在渲染过程中，当前场景是不变的，渲染请求的触发及已完成烘焙的光照贴图的下载均是采用按键式命令触发。除步骤2和步骤6以外，其余渲染步骤均与上述步骤相同。

在动态渲染模式中，所述步骤2中，当室内场景信息发生变化时，即触发控制模块11向云端数据库服务器2发出渲染请求(在这之前，用户应当已通过渲染模式选择键将渲染模式设置为动态渲染模式)，并将变化后的室内场景信息作为当前室内场景信息，所述移动终端1存储当前的室内场景信息并将该室内场景信息上传到云端数据库服务器2，该渲染请求包括了室内场景所对应的房屋识别信息；所述步骤6中，一旦该光照贴图烘焙完成，即触发移动终端1通过所述房屋识别信息识别与该室内场景对应的已完成烘焙的光照贴图，并将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。在动态渲染模式中，其渲染请求的触发是根据室内场景信息是否发生变化来判断，已完成烘焙的光照贴图的下载是根据光照贴图的渲染是否完成来判断，因此，其整个渲染过程都是一个自动完成的行为，能够随着室内场景的不断变化进行实时动态渲染。

上述光照贴图在云端渲染服务器中的烘焙可采用现有技术的光照贴图烘焙方法进行烘焙。

除以上两种渲染模式外，本发明所述的控制模块11中还设有采用现有技术中所述的动态实时光照/阴影计算方法进行动态渲染的模式，用户可根据需要选择适合的模式进行场景渲染。

所述移动终端1包括手机、平板电脑、笔记本中的任一种。

本发明通过增设云端数据库服务器2和云端渲染服务器3，将光照贴图的烘焙处理步骤送发云端渲染服务器3进行处理，继承了背景技术中所述的动态实时光照/阴影计算方法可实现动态实时处理的优点和光照贴图方法渲染效果好的优点，云端渲染服务器3的处理速度足够实现移动终端的动态渲染，进一步提高了渲染处理的速度和渲染实时性，提高渲染质量，使用户能够在处理性能较低的移动终端上体验到高质量的静态和动态光照渲染效果。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1.基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法，其特征在于：包括：

步骤1，用户在移动终端的控制模块上创建室内场景；

步骤2，用户通过所述控制模块向云端数据库服务器发出渲染请求，所述移动终端存储当前的室内场景信息并将该室内场景信息上传到云端数据库服务器存储，该渲染请求包括了与当前室内场景相对应的房屋识别信息；

步骤3，云端数据库服务器通知云端渲染服务器在其任务队列中添加该室内场景信息；

步骤4，云端渲染服务器从其任务队列中读取该室内场景信息并烘焙相应的光照贴图；

步骤5，烘焙完成的光照贴图回传至云端数据库服务器上，并标记为已完成烘焙的光照贴图；

步骤6，所述移动终端通过所述房屋识别信息识别与该室内场景对应的已完成烘焙的光照贴图，并将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。

2.根据权利要求1所述的基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法，其特征在于：包括静态渲染模式：所述步骤2中，用户通过在控制模块上手动操作按键向云端数据库服务器发出渲染请求，所述移动终端存储当前的室内场景信息并将该室内场景信息上传到云端数据库服务器，该渲染请求包括了室内场景所对应的房屋识别信息；所述步骤6中，用户通过在控制模块上手动操作按键再次加载当前室内场景信息时，移动终端通过所述房屋识别信息识别与该室内场景对应的已完成烘焙的光照贴图，并将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。

3.根据权利要求1所述的基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法，其特征在于：包括动态渲染模式：所述步骤2中，当室内场景信息发生变化时，即触发控制模块向云端数据库服务器发出渲染请求，并将变化后的室内场景信息作为当前室内场景信息，所述移动终端存储当前的室内场景信息并将该室内场景信息上传到云端数据库服务器，该渲染请求包括了室内场景所对应的房屋识别信息；所述步骤6中，一旦该光照贴图烘焙完成，即触发移动终端通过所述房屋识别信息识别与该室内场景对应的已完成烘焙的光照贴图，并将该已完成烘焙的光照贴图下载并应用于该室内场景中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法，其特征在于：所述移动终端包括手机、平板电脑、笔记本中的任一种。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染方法，其特征在于：所述房屋识别信息包括房号信息、房屋地理位置信息、屋内摆设信息中的一种或多种。

6.基于云端光照烘焙的移动端3D实时渲染系统，其特征在于：包括：

移动终端，设有控制模块，该控制模块用于创建室内场景、发送渲染请求和下载光照贴图并将该光照贴图应用于该室内场景中；

云端数据库服务器，用于存储由移动终端发送过来的待渲染的室内场景信息和已完成烘焙的光照贴图；

云端渲染服务器，用于读取云端数据库服务器发送过来的室内场景信息，并进行光照贴图的烘焙，并将已完成烘焙的光照贴图发送回云端数据库服务器。

其中，所述移动终端、云端数据库服务器及云端渲染服务器之间相互通讯连接，所述渲染请求中包括与所述室内场景相对应的房屋识别信息。