CN108520551B - 实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备 - Google Patents

实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备 Download PDF

Info

Publication number
CN108520551B
CN108520551B CN201810293856.0A CN201810293856A CN108520551B CN 108520551 B CN108520551 B CN 108520551B CN 201810293856 A CN201810293856 A CN 201810293856A CN 108520551 B CN108520551 B CN 108520551B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
diffuse reflection
illumination
map
result
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810293856.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108520551A (zh
Inventor
朱博
姜嵩
陆利民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Snail Digital Technology Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Snail Digital Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Snail Digital Technology Co Ltd filed Critical Suzhou Snail Digital Technology Co Ltd
Priority to CN201810293856.0A priority Critical patent/CN108520551B/zh
Publication of CN108520551A publication Critical patent/CN108520551A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108520551B publication Critical patent/CN108520551B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/50—Lighting effects

Abstract

一种实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备，所述方法包括步骤：剥离掉光贴图的主光源，分离出其它光源的光照结果；分离出光贴图的环境漫反射；重新计算主光源的光照结果；将主光源的光照结果与其它光源的光照结果和环境漫反射相加。本发明的实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备，能够使3D场景无需重新烘焙光贴图而继续使用原单张光贴图，即可实现主光源的动态变化以及动态的高光反射与高精度的法线贴图效果，并且保留原光贴图的环境遮挡。

Description

实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备。
背景技术
光贴图通常用于完全的静态光照，即光源位置、颜色、亮度固定，光照的结果也不随视点位置变化的漫反射结果，并且无法描述随视点变化的高光反射。由于磁盘和显存的容量限制，光贴图的分辨率通常较低，无法表现出高精度的法线贴图效果。
要实现光源颜色亮度的动态调节及高光反射，通常会对需要动态变化的光源设置一张独立的掩码图以标出受到该光源影响的区域（图中黑色区域相当于阴影）。另一种实现高精度的法线贴图效果的方法为，烘光贴图时将光照强度在切线空间分到三个正交的向量，实时渲染时用法线贴图中的法线与三个轴点乘求得各个轴上数据的权重，求和后得到光照结果。
上述方法均需要采用两张以上的贴图并且还需要专门的光贴图烘焙程序重新烘焙光贴图，制作过程十分繁琐，并且易于出错。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备，能够在单张光贴图上实现动态光照。
为实现上述目的，本发明提供的实现光贴图动态光照的方法，包括以下步骤：
剥离掉光贴图的主光源，分离出其它光源的光照结果；
分离出光贴图的环境漫反射；
重新计算主光源的光照结果；
将主光源的光照结果与其它光源的光照结果和环境漫反射相加；
所述主光源，为光贴图里已经烘焙且需要动态光照的光源。
所述剥离掉光贴图的主光源的步骤，进一步包括以下步骤：
剥离掉光贴图的环境漫反射，得到无环境漫反射的光照结果；
计算出无阴影的漫反射结果；
分离出光贴图的主光源的阴影；
无环境漫反射的光照结果减去无阴影的漫反射结果与主光源的阴影的乘积。
进一步地，所述剥离掉光贴图的环境漫反射，得到无环境漫反射的光照结果的步骤，是
将光贴图的原始颜色减去环境漫反射颜色得到的颜色的负值卡在0，得到无环境漫反射的光照结果。
进一步地，所述计算出无阴影的漫反射结果的步骤，是
将主光源方向向量与顶点法线点乘后，再与主光源颜色相乘得到无阴影的漫反射结果。
进一步地，所述分离出光贴图的主光源的阴影的步骤，是
取无阴影的漫反射结果与无环境漫反射的光照结果的比值结果的三个通道中最小的数值并且卡值在0-1之间，作为主光源的阴影。
进一步地，所述分离出光贴图的环境漫反射的步骤，是
用光贴图的原始颜色减去无阴影的漫反射结果与主光源的阴影的乘积，以及其它光源的光照结果，得到光贴图的环境漫反射。
进一步地，所述重新计算主光源的光照结果的步骤，是
使用法线贴图修改法线，并用材质参数进行主光源的实时光照并乘上主光源的阴影。
进一步地，所述的实现光贴图动态光照的方法，还包括步骤：调节主光源的光照结果、其它光源的光照结果或者环境漫反射。
为实现上述目的，本发明提供的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
为实现上述目的，本发明提供的计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
本发明的实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备，能够使3D场景无需重新烘焙光贴图而继续使用原单张光贴图，即可实现主光源的动态变化以及动态的高光反射与高精度的法线贴图效果，并且保留原光贴图的AO（环境遮挡）。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为根据本发明的实现光贴图动态光照的方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为根据本发明的实现光贴图动态光照的方法流程图，下面将参考图1，对本发明的实现光贴图动态光照的方法进行详细描述。
主光源意思为光贴图里已经烘焙且需要动态光照的光源，并不限定类型与个数。
实施例中所述的光贴图是最常用的记录有所有光源漫反射结果的光贴图，即传统光贴图烘焙的方法得到的光贴图。
本实施例中，采用太阳光作为主光源进行具体说明。
在步骤110，剥离掉光贴图的环境漫反射。
该步骤中，将光贴图的颜色（原始颜色）减去环境漫反射颜色得到颜色L′，并让颜色L′中的负值卡在0，得到无环境漫反射的光照结果L，其中，L的含义为所有光源（主光源和其他光源）的光照结果。
在步骤120，计算出无阴影光照颜色。
该步骤中，将太阳方向向量与顶点法线点乘（NdotL）后，再与太阳光颜色相乘得到无阴影的漫反射结果D。
在步骤130，分离出光贴图的主光源的阴影。
该步骤中，无阴影的漫反射结果D与无环境漫反射的光照结果L，在只有太阳光直射时结果一致，即L与D的比值结果L/D为1。
比值结果L/D小于等于0时则为阴影内；比值结果L/D大于0小于等于1时则为太阳光下；比值结果L/D大于1则为有其它光源（如点光源、间接光源）的影响。
为了尽可能地排除其它光源的干扰，应压低颜色与太阳光照颜色不一致的部分，基于性能考量仅取比值结果L/D的三个通道中最小的数值并且卡值在0-1之间，作为主光源的阴影S。
在步骤140，剥离掉光贴图的主光源。
该步骤中，将步骤110中得到的无环境漫反射的光照结果L减去无阴影的漫反射结果D与主光源的阴影S的乘积，（即通过L-D*S）得到剥离了环境漫反射、太阳光后的其它光源的光照结果O。
优选地，若主光源不为太阳光，而是为其他光源，例如点光源，则可剥离点光源的阴影，当然，室外通常不必继续剥离其它光源的数据。
在步骤150，分离出光贴图的环境漫反射。
该步骤中，用光贴图的原始颜色减去无阴影的漫反射结果D与主光源的阴影S的乘积，以及其它光源的光照结果O，（即通过原始颜色-D*S-O）得到步骤110中被剥离的环境漫反射B，并作为当前场景的环境漫反射。
因为环境漫反射包含AO（环境遮蔽），所以不能直接使用步骤110中减去的环境漫反射颜色。
在步骤160，计算包含法线贴图和所有材质参数计算的主光源的实时光照N，将N乘以主光源阴影S后再与剥离主光源的其它光源的光照结果O和环境漫反射B相加，得到最终的光照结果。
该步骤中，首先，重新计算含有高精度法线与高光反射的主光源的光照效果，得到主光源的高质量的实时的光照结果。例如，使用法线贴图修改法线，并用完整的材质参数进行完整的太阳光的实时光照（包括漫反射、高光反射）并乘上主光源的阴影S。然后，将主光源的高质量的实时的光照结果加上剥离主光源的其它光源的光照结果O和环境漫反射B，得到最终的光照结果。
本实施例中，通过将主光源的光照结果、其它光源的光照结果O和环境漫反射B三种光照效果彼此分离，从而可以对这三种光照效果进行独立调节，实现阴天调暗太阳光、夜晚调暗太阳光与漫反射调亮其它光照的光照效果。
基于本发明的实现光贴图动态光照的方法，本发明提供的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明所述方法的步骤。
基于本发明的实现光贴图动态光照的方法，本发明提供的计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明所述方法的步骤。
本发明的实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备，能够使3D场景无需重新烘焙光贴图继续使用原单张光贴图，即可实现主光源的动态变化以及动态的高光反射与高精度的法线贴图效果，并且保留原光贴图的AO（环境遮挡）。
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种实现光贴图动态光照的方法，其特征在于，包括以下步骤：
剥离掉光贴图的主光源，分离出其它光源的光照结果；
所述剥离掉光贴图的主光源的步骤，进一步包括以下步骤：
剥离掉光贴图的环境漫反射，得到无环境漫反射的光照结果；
计算出无阴影的漫反射结果；
分离出光贴图的主光源的阴影；
无环境漫反射的光照结果减去无阴影的漫反射结果与主光源的阴影的乘积；
所述剥离掉光贴图的环境漫反射，得到无环境漫反射的光照结果的步骤，是将光贴图的原始颜色减去环境漫反射颜色得到的颜色赋值为0，得到无环境漫反射的光照结果；
所述计算出无阴影的漫反射结果的步骤，是将主光源方向向量与顶点法线点乘后，再与主光源颜色相乘得到无阴影的漫反射结果；
分离出光贴图的环境漫反射；
重新计算主光源的光照结果；
将主光源的光照结果与其它光源的光照结果和环境漫反射相加；
所述主光源，为光贴图里已经烘焙且需要动态光照的光源。
2.根据权利要求1所述的实现光贴图动态光照的方法，其特征在于，所述分离出光贴图的主光源的阴影的步骤，是
取无阴影的漫反射结果与无环境漫反射的光照结果的比值结果的三个通道中最小的数值并且值卡在0-1之间，作为主光源的阴影。
3.根据权利要求1所述的实现光贴图动态光照的方法，其特征在于，所述分离出光贴图的环境漫反射的步骤，是
用光贴图的原始颜色减去无阴影的漫反射结果与主光源的阴影的乘积，以及其它光源的光照结果，得到光贴图的环境漫反射。
4.根据权利要求1所述的实现光贴图动态光照的方法，其特征在于，所述重新计算主光源的光照结果的步骤，是
使用法线贴图修改法线，并用材质参数进行主光源的实时光照并乘上主光源的阴影。
5.根据权利要求1所述的实现光贴图动态光照的方法，其特征在于，还包括步骤：调节主光源的光照结果、其它光源的光照结果或者环境漫反射。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
7.一种计算设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-5中任一项所述方法的步骤。
CN201810293856.0A 2018-03-30 2018-03-30 实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备 Active CN108520551B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810293856.0A CN108520551B (zh) 2018-03-30 2018-03-30 实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810293856.0A CN108520551B (zh) 2018-03-30 2018-03-30 实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108520551A CN108520551A (zh) 2018-09-11
CN108520551B true CN108520551B (zh) 2022-02-22

Family

ID=63431265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810293856.0A Active CN108520551B (zh) 2018-03-30 2018-03-30 实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108520551B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109934904B (zh) * 2019-03-15 2023-06-13 网易（杭州）网络有限公司 静态光照烘焙处理方法、装置、设备及可读存储介质
CN111260768B (zh) * 2020-02-07 2022-04-26 腾讯科技（深圳）有限公司 图片处理方法和装置、存储介质及电子装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101271587A (zh) * 2008-02-25 2008-09-24 北京理工大学 一种基于过渡光贴图的光照和阴影绘制方法
CN104574496A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 北京像素软件科技股份有限公司 一种计算光照图的静态阴影和动态阴影融合的方法及装置
CN106504315A (zh) * 2016-11-17 2017-03-15 腾讯科技（深圳）有限公司 模拟全局光照的方法和装置
CN106600712A (zh) * 2016-12-20 2017-04-26 南京大学 一种基于二维图像的纹理替换方法
CN106780709A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 腾讯科技（深圳）有限公司 一种确定全局光照信息的方法及装置
CN106815883A (zh) * 2016-12-07 2017-06-09 珠海金山网络游戏科技有限公司 一种游戏角色的头发处理方法及系统
EP3210372A2 (en) * 2014-10-21 2017-08-30 University College Cork-National University of Ireland, Cork Smart photonic imaging method and apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101271587A (zh) * 2008-02-25 2008-09-24 北京理工大学 一种基于过渡光贴图的光照和阴影绘制方法
EP3210372A2 (en) * 2014-10-21 2017-08-30 University College Cork-National University of Ireland, Cork Smart photonic imaging method and apparatus
CN104574496A (zh) * 2014-12-30 2015-04-29 北京像素软件科技股份有限公司 一种计算光照图的静态阴影和动态阴影融合的方法及装置
CN106504315A (zh) * 2016-11-17 2017-03-15 腾讯科技（深圳）有限公司 模拟全局光照的方法和装置
CN106780709A (zh) * 2016-12-02 2017-05-31 腾讯科技（深圳）有限公司 一种确定全局光照信息的方法及装置
CN106815883A (zh) * 2016-12-07 2017-06-09 珠海金山网络游戏科技有限公司 一种游戏角色的头发处理方法及系统
CN106600712A (zh) * 2016-12-20 2017-04-26 南京大学 一种基于二维图像的纹理替换方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Sequentially timed all-optical mapping photography (STAMP)";K. Nakagawa et al.;《NATURE PHOTONICS》;20140810;第695-700页 *
"shader光照和阴影";karma085;《链接：https://www.jianshu.com/p/1aef6f0061d3》;20171207;第1-5页 *
"基于帧间虚拟点光源重用的动态场景间接光照近似求解算法";陈纯毅等;《吉林大学学报（工学版）》;20130930;第43卷(第5期);第1352-1358页 *
"基于环境光场和漫反射光场的动态场景绘制";李维等;《中国图象图形学报》;19981031;第3卷(第10期);第818-822页 *
"虚拟现实系统中全局光照实时渲染技术研究";王理川;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20111215(第12期);第1-60页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108520551A (zh) 2018-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI228934B (en) Method and apparatus for the automatic generation of subject to background transition area boundary lines and subject shadow retention
CN108520551B (zh) 实现光贴图动态光照的方法、存储介质及计算设备
CN109887066B (zh) 光照效果处理方法及装置、电子设备、存储介质
CN111489322B (zh) 给静态图片加天空滤镜的方法及装置
WO2021249091A1 (zh) 图像处理方法、装置、计算机存储介质及电子设备
CN112330531A (zh) 图像处理方法、装置、电子设备及存储介质
CN104700371A (zh) 一种蒙版的生成方法和系统
JP4190736B2 (ja) デジタル画像の改良されたコントラストマッピング方法
US8908964B2 (en) Color correction for digital images
CN113144611A (zh) 场景渲染方法及装置、计算机存储介质、电子设备
JP2018014646A (ja) 画像処理装置および画像処理方法
US9098915B2 (en) Image processing apparatus for regional image enhancement and image processing method using the same
TW201931848A (zh) 用於高動態範圍成像的曝光位準控制、系統和方法
CN113409465A (zh) 毛发模型的生成方法、装置、存储介质与电子设备
CN109831629B (zh) 终端拍照模式的调整方法、装置、终端及存储介质
CN111861899A (zh) 一种基于光照不均匀的图像增强方法及系统
US20120070080A1 (en) Color correction for digital images
CN116596985A (zh) 一种自适应光照模型建模方法与系统
KR101468433B1 (ko) 결합된 색상 채널 변환 맵을 이용한 다이나믹 레인지 확장 장치 및 방법
Chung et al. Under-exposed image enhancement using exposure compensation
CN114266803A (zh) 图像处理方法、装置、电子设备及存储介质
CN114286000A (zh) 图像色彩处理方法、装置和电子设备
JP2018067786A (ja) 画像投影装置
Cooper Modifications to retinex to relax reset nonlinearity and implement segmentation constraints
Yun et al. Tone-mapping and dynamic range compression using dynamic cone response

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant