CN112316420B - 模型渲染方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种模型渲染方法、装置、设备及存储介质，涉及模型渲染技术领域。该方法包括：根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染；基于预先获取的漫反射贴图，对光照渲染后的模型进行漫反射渲染；根据漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对各空间方向进行贴图渲染；根据待渲染对象模型的顶点法线对贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。通过本方法所得到的目标模型很好的解决了模型通过位移所产生的贴图偏移问题，从而提高了渲染画面的真实性，提高了用户的视觉感受度。
Description
技术领域
本发明涉及模型渲染技术领域，具体而言，涉及一种模型渲染方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
网络游戏因其所具有的游戏场景真实性较高、观赏性和操作性较好而深受用户的喜欢。不同类型的游戏所具有的游戏场景风格是不同的，通过图像风格化的渲染，为用户展现丰富的游戏场景，可以有效提高用户的游戏体验。
现有技术中，大都是基于屏幕空间的后处理方式，通过在整个最终渲染画面的基础上叠加纸纹，扰乱等方式去处理风格化渲染。
但是，上述处理方法导致渲染画面的真实性较低，用户视觉感受度较差。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种模型渲染方法、装置、设备及存储介质，以便于解决现有技术中存在的渲染画面真实性较低，用户视觉感受度较差的问题。
为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种模型渲染方法，包括：
根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对所述待渲染对象模型进行光照渲染；
基于预先获取的漫反射贴图，对所述光照渲染后的模型进行漫反射渲染；
根据所述漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对所述各空间方向进行贴图渲染；
根据所述待渲染对象模型的顶点法线对所述贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。
可选地，所述根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对所述待渲染对象模型进行光照渲染之前，所述方法还包括：
根据所述待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定所述光照渲染信息。
可选地，所述根据所述待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定所述光照渲染信息之前，所述方法还包括：
根据所述待渲染对象模型的顶点法线，以及预设的环境光的光线角度，得到所述光照模型。
可选地，所述根据所述待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定所述光照渲染信息，包括：
根据所述待渲染对象模型的视角、所述顶点法线，采用所述光照模型，确定边缘光信息，所述光照渲染信息包括：边缘光信息。
可选地，所述根据所述待渲染对象模型的视角、所述顶点法线，采用所述光照模型，确定边缘光信息，包括：
根据所述待渲染对象模型的视角、所述顶点法线，得到黑白渐变图；
对所述黑白渐变图进行处理，得到初始边缘光信息；
根据所述初始边缘光信息，采用所述光照模型，得到边缘光亮度；
根据所述边缘光亮度和预设的边缘光颜色，得到所述边缘光信息。
可选地，所述对所述黑白渐变图进行处理，得到初始边缘光信息，包括：
对所述黑白渐变图进行反向处理，得到基础边缘光；
对所述基础边缘光进行指数运算，得到所述初始边缘光信息。
可选地，所述根据所述待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定所述光照渲染信息，包括：
根据所述待渲染对象模型的视角、所述光线角度，采用所述光照模型，确定背光信息，所述光照渲染信息还包括：背光信息。
可选地，所述根据所述待渲染对象模型的视角、所述光线角度，采用所述光照模型，确定背光信息，包括：
根据所述待渲染对象模型的视角、所述光线角度，得到遮罩贴图；
对所述遮罩贴图反向处理；
根据反向处理后的所述遮罩贴图和所述初始边缘光信息，得到所述背光信息。
可选地，所述根据所述漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对所述各空间方向进行贴图渲染，包括：
根据预先获取的细节法线贴图，对所述漫反射渲染后的模型进行法线渲染；
根据所述法线渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及所述阴影贴图，对所述各空间方向进行贴图渲染。
可选地，所述根据所述待渲染对象模型的顶点法线对所述贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型，包括：
根据所述顶点法线，确定法线权重；
根据所述法线权重，得到所述各方向的混合权重；
根据所述各方向的混合权重，对所述各方向的渲染结果进行混合，得到所述目标对象模型。
第二方面，本申请实施例还提供了一种模型渲染装置，包括：渲染模块、混合模块；
所述渲染模块，用于根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对所述待渲染对象模型进行光照渲染；基于预先获取的漫反射贴图，对所述光照渲染后的模型进行漫反射渲染；根据所述漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对所述各空间方向进行贴图渲染；
所述混合模块，用于根据所述待渲染对象模型的顶点法线对所述贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。
可选地，所述装置还包括：确定模块；
所述确定模块，用于根据所述待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定所述光照渲染信息。
可选地，所述装置还包括：获取模块；
所述获取模块，用于根据所述待渲染对象模型的顶点法线，以及预设的环境光的光线角度，得到所述光照模型。
可选地，所述确定模块，具体用于根据所述待渲染对象模型的视角、所述顶点法线，采用所述光照模型，确定边缘光信息，所述光照渲染信息包括：边缘光信息。
可选地，所述确定模块，具体用于根据所述待渲染对象模型的视角、所述顶点法线，得到黑白渐变图；对所述黑白渐变图进行处理，得到初始边缘光信息；根据所述初始边缘光信息，采用所述光照模型，得到边缘光亮度；根据所述边缘光亮度和预设的边缘光颜色，得到所述边缘光信息。
可选地，所述确定模块，具体用于对所述黑白渐变图进行反向处理，得到基础边缘光；对所述基础边缘光进行指数运算，得到所述初始边缘光信息。
可选地，所述确定模块，还用于根据所述待渲染对象模型的视角、所述光线角度，采用所述光照模型，确定背光信息，所述光照渲染信息还包括：背光信息。
可选地，所述确定模块，具体用于根据所述待渲染对象模型的视角、所述光线角度，得到遮罩贴图；对所述遮罩贴图反向处理；根据反向处理后的所述遮罩贴图和所述初始边缘光信息，得到所述背光信息。
可选地，所述渲染模块，具体用于根据预先获取的细节法线贴图，对所述漫反射渲染后的模型进行法线渲染；根据所述法线渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及所述阴影贴图，对所述各空间方向进行贴图渲染。
可选地，所述混合模块，具体用于根据所述顶点法线，确定法线权重；根据所述法线权重，得到所述各方向的混合权重；根据所述各方向的混合权重，对所述各方向的渲染结果进行混合，得到所述目标对象模型。
第三方面，本申请实施例提供了一种模型渲染设备，包括：处理器、存储介质和总线，存储介质存储有处理器可执行的机器可读指令，当模型渲染设备运行时，处理器与存储介质之间通过总线通信，处理器执行机器可读指令，以执行时执行如第一方面中提供的模型渲染方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如第一方面提供的模型渲染方法的步骤。
本申请的有益效果是：
本申请提供一种模型渲染方法、装置、设备及存储介质，其中，该方法包括：根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染；基于预先获取的漫反射贴图，对光照渲染后的模型进行漫反射渲染；根据漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对各空间方向进行贴图渲染；根据待渲染对象模型的顶点法线对贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。本方案中，首先根据待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染，可以使得渲染得到的模型具有较为真实的光照。根据确定的光照渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标、以及预先获取的阴影贴图，将各空间方向的贴图进行叠加混合，从而对各空间方向的渲染结果进行混合，使得得到的目标模型很好的解决了模型通过位移所产生的贴图偏移问题，从而提高了渲染画面的真实性，提高了用户的视觉感受度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种模型渲染方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的另一种模型渲染方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的又一种模型渲染方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种模型渲染方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的又一种模型渲染方法的流程示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种模型渲染方法的流程示意图；
图7为本申请实施例提供的一种模型渲染装置的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种模型渲染设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，应当理解，本申请中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
另外，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，本申请实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
首先，对本申请方案所涉及的一些相关技术进行简单说明：
为了实现更加丰富有画面感的游戏场景展示，可以采用风格化渲染来实现。目前，很多风格化渲染的方案都是通过一些算法来处理一张图片，类似于PS的滤镜，这种好点的效果一般都需要等待两三秒来生成，对于实时渲染的游戏来说是根本不可能完成的。
现有技术中，大都是基于屏幕空间的后处理方式通过在整个最终渲染画面的基础上叠加纸纹，扰乱等方式去处理风格化渲染。有一种做的不错的水彩风格化效果是在maya里通过绘制模型顶点色的方式在后处理阶段通过拾取顶点色来处理风格化效果。
但是，通过叠加纸纹，扰乱最终渲染纹理的方式处理会导致在VR游戏下看到镜头前面始终有一层模糊的图片贴在镜头上，会有一种眼镜没擦干净的感觉，引起不适，其次扰乱也会使VR模式下眼睛不适。而通过绘制模型顶点色的方式对于VR的前向渲染来说消耗过大，这样需要绘制一张和屏幕大小的mask模型顶点色遮罩图来处理风格化效果，会对内存及带宽有很大的压力。
本申请方案的核心点在于：根据确定的光照渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标、以及预先获取的阴影贴图，将各空间方向的贴图进行叠加混合，从而对各空间方向的渲染结果进行混合，使得得到的目标模型很好的解决了模型通过位移所产生的贴图偏移问题，从而提高了渲染画面的真实性，提高了用户的视觉感受度。
如下，将通过多个具体实施例对本申请所提供的模型渲染方法的具体实现步骤和产生的有益效果进行说明。
图1为本申请实施例提供的一种模型渲染方法的流程示意图；该方法的执行主体可以是终端，或者是终端的图形处理器。如图1所示，该方法可包括：
S101、根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染。
可选地，待渲染对象模型可以为根据待渲染的图像所构建的模型，其中，以游戏为例，待渲染的图像可以为游戏中的角色、建筑等，以动画视频为例，待渲染的图像可以为动画人物、动物等。
首先可先确定待渲染的图像，从而基于选待选的图像进行三维建模，获取待渲染对象模型。
通常，上述所获取的待渲染对象模型是未添加任何光照、色彩信息的，而在真实的游戏场景或者是动画视频中，游戏角色或动画人物本身是具有色彩信息的，同时其所处的背景环境也是具有不同的光照信息的，从而可以使得展现给用户的画面丰富多彩。
可选地，可先获取待渲染对象模型的光照渲染信息，从而根据光照渲染信息对待渲染对象模型进行光照渲染。其中，光照渲染信息可以包括各种不同光所对应的参数信息。
S102、基于预先获取的漫反射贴图，对光照渲染后的模型进行漫反射渲染。
在一些实施例中，除了对待渲染对象模型进行光照渲染之外，还可根据预先获取的漫反射贴图进行漫反射渲染，以使得用户能够清晰的看到渲染后得到的目标对象的全貌，避免了光的单向反射，引起某一方向上的炫光干扰现象。
S103、根据漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对各空间方向进行贴图渲染。
在一些实施例中，由于光照的原因，待渲染对象会存在部分阴影，而在处理阴影时，可以根据漫反射渲染后的模型中各空间方向的UV坐标(纹理坐标)，以及预先获取的阴影贴图，对模型进行各空间方向上的UV混合，并根据UV混合结果对各空间方向进行贴图渲染。其中，上述所说的空间方向指的是世界坐标，而并非为模型所对在的场景坐标。
S104、根据待渲染对象模型的顶点法线对贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。
本实施例中，可以将上述对各空间方向进行贴图渲染后的渲染结果进行混合，以解决各空间方向上贴图在目标对象边缘产生拉伸的问题，从而提高渲染得到的目标对象模型的真实性。对于具体如何实现各方向的渲染结果的混合，可以参照下述的说明进行理解。
通过上述对待渲染对象模型的光照渲染、漫反射渲染、贴图渲染、贴图渲染结果混合等多个步骤，最终可得到具有较高真实性的目标对象模型。
当然，实际应用中，也可以不限于是上述所列举的几种渲染，还可以包括法线渲染、高度渲染等。
综上，本实施例所提供的模型渲染方法，包括：根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染；基于预先获取的漫反射贴图，对光照渲染后的模型进行漫反射渲染；根据漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对各空间方向进行贴图渲染；根据待渲染对象模型的顶点法线对贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。本方案中，首先根据待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染，可以使得渲染得到的模型具有较为真实的光照。根据确定的光照渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标、以及预先获取的阴影贴图，将各空间方向的贴图进行叠加混合，从而对各空间方向的渲染结果进行混合，使得得到的目标模型很好的解决了模型通过位移所产生的贴图偏移问题，从而提高了渲染画面的真实性，提高了用户的视觉感受度。
可选地，上述步骤S101中，根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染之前，本申请的方法还可包括：根据待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定光照渲染信息。
可选地，本申请中所涉及的光照渲染信息可以包括：环境光、边缘光和背光等，当然，实际应用中并不限于这几种光照渲染信息。
其中，环境光也即待渲染对象模型反射的光。例如：像太阳光、灯之类的光源产生的光，还有一些像大厦的玻璃幕墙反射的光均叫环境光。边缘光也即待渲染对象模型的边缘光线。背光也即光从待渲染对象模型侧边或是背后照射，所产生的光线效果。
本实施例中，可先采用预设的光照模型搭建着色器基础的着色模型，从而在该着色模型基础上进行光照渲染，为待渲染对象模型添加各自光信息。
其中，预设的光照模型可以为兰伯特模型，用于表示物体表面的明暗关系。
可选地，上述步骤S101中，根据待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定光照渲染信息之前，本申请的方法还可包括：根据待渲染对象模型的顶点法线，以及预设的环境光的光线角度，得到光照模型。
本实施例中对于光照模型的获取进行说明。可选获取待渲染对象模型的顶点法线，其中，顶点法线可以是在3D制作软件中制作待渲染对象模型病输出时所自带的法线信息。另外，还要获取环境光的光线角度，光线角度也即指光线方向，可以用光所在的位置减去物体所在的位置做归一化得到环境光的光线角度。
可选地，可根据待渲染对象模型的顶点法线，以及预设的环境光的光线角度做点积运算，根据计算结果与颜色的映射关系，得到光照模型。
以下为光照模型计算的核心代码：
float NdotL＝saturate(dot(tangentNormal,tangentLightDir))。
其中，NdotL指光照模型；tangentViewDir指待渲染对象模型的顶点法线；tangentLightDir指光线角度；dot(tangentNormal,tangentLightDir)指待渲染对象模型的顶点法线和光线角度的点积。
Dot(点积)是数学中的一种运算方式，通过法线和光线角度的点乘获得的数值(1或者0)，1代表白色，0代表黑色，这样就获得了基础的明暗效果，这就是基础的兰伯特模型，也即上述所需的光照模型。然后通过saturate函数把小于0的数值都定义到0而使得最暗的部分都不低于0。
可选地，上述步骤S101中，根据待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定光照渲染信息，可以包括：根据待渲染对象模型的视角、顶点法线，采用光照模型，确定边缘光信息，光照渲染信息包括：边缘光信息。
本实施例中，可先根据待渲染对象模型的视角、顶点法线计算得到基础的菲涅尔，其中，菲涅尔也即指较细的边缘光。基于计算得到的基础的菲涅尔，采用光照模型，则可确定边缘光信息。
可选地，待渲染对象模型的视角也即指用户观察待渲染对象模型时，用户的视线方向。当用户所看的方向不同时，视角将发生变化。可将待渲染对象模型的视角、顶点法线进行点积运算，并对运算结果进行处理，得到基础的菲涅尔。并基于得到的基础的菲涅尔和上述所得到的光照模型进行乘法运算，以确定边缘光信息。
图2为本申请实施例提供的另一种模型渲染方法的流程示意图；如图2所示，上述步骤中，根据待渲染对象模型的视角、顶点法线，采用光照模型，确定边缘光信息，可以包括：
S201、根据待渲染对象模型的视角、顶点法线，得到黑白渐变图。
S202、对黑白渐变图进行处理，得到初始边缘光信息。
图3为本申请实施例提供的又一种模型渲染方法的流程示意图；其中，对黑白渐变图进行处理，得到初始边缘光信息，可以包括：
S301、对黑白渐变图进行反向处理，得到基础边缘光。
S302、对基础边缘光进行指数运算，得到初始边缘光信息。
可选地，可根据待渲染对象模型的视角、顶点法线做点积运算，得到黑白渐变图，基于得到的黑白渐变图，可进行反向运算，也即用1减去上述待渲染对象模型的视角、顶点法线做点积运算后的结果，得到基础菲涅尔。
可选地，再通过pow函数对上述进行反向运算后的结果进行指数运算则可得到较为细的边缘光，也即初始边缘光信息。
如下为初始边缘光计算的核心代码：
float3 fresnel＝pow(1-dot(tangentViewDir,tangentNormal),_RimThreshold)；
float rimIntensity＝fresnel*pow(safeNdotL,_RimThreshold)。
其中，fresnel指菲涅尔，tangentViewDir指待渲染对象模型的视角；tangentNormal指顶点法线；_RimThreshold指用于进行反向处理的阈值-1；rimIntensity指初始边缘光信息。
S203、根据初始边缘光信息，采用光照模型，得到边缘光亮度。
S204、根据边缘光亮度和预设的边缘光颜色，得到边缘光信息。
可选地，可根据初始边缘光信息以及光照模型做乘法运算，确定边缘光的亮度，边缘光亮度不同，用户所观察的画面是不同的。通过不同边缘光亮度的显示，可以使得目标对象具有层次感，更加真实。
另外，由于边缘光可能会通过各种颜色显示，例如：红色边缘光、白色边缘光等。具体可根据渲染需求确定边缘光颜色。那么，可根据预设的边缘光颜色对上述的边缘光亮度进行调整，以使得得到的边缘光信息可以具备所需要的颜色。
其中，预设的边缘光颜色与数值的对应关系可以为：数值从0到1会对应黑到白，0.5就是灰色，0.3就是偏黑的灰色，0.7就是偏亮的灰色，以此类推。从而可以根据预设的边缘光颜色，对得到的边缘光进行调整，得到最终的边缘光信息。
可选地，上述步骤S101中，根据待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定光照渲染信息，可以包括：根据待渲染对象模型的视角、光线角度，采用光照模型，确定背光信息，光照渲染信息还包括：背光信息。
本实施例中对于背光信息的计算进行说明。可选地，可根据上述计算得到的菲涅尔和光照模型相乘，得到背光信息。也即，将待渲染对象模型的视角、光线角度进行点积得到菲涅尔，再将菲涅尔与光照模型进行相乘，得到背光信息。
图4为本申请实施例提供的另一种模型渲染方法的流程示意图。可选地，如图4所示，上述步骤中，根据待渲染对象模型的视角、光线角度，采用光照模型，确定背光信息，可以包括：
S401、根据待渲染对象模型的视角、光线角度，得到遮罩贴图。
可选地，可通过待渲染对象模型的视角、光线角度进行点积运算，获得遮罩贴图，得到的是待渲染对象模型面向灯光的时候偏向0的数值，也就是偏黑色，背向灯光的时候偏向1的数值，就是偏白色。
S402、对遮罩贴图反向处理。
S403、根据反向处理后的遮罩贴图和初始边缘光信息，得到背光信息。
可选地，可采用预设的阈值也即-1，将得到的遮罩贴图进行反向处理，并在反向处理后与上述得到的菲涅尔进行相乘，得到背光信息。
可选地，通过上述多个步骤的详细说明，对于待渲染对象模型的光照渲染进行了完整说明，通过光照渲染后，得到了光照渲染后的模型。
可选地，基于得到的光照渲染后的模型，还可根据预先获取的漫反射贴图进行漫反射渲染，得到漫反射渲染后的模型。其中，漫反射贴图可以从预先存储在终端本地的贴图数据中获取。具体的渲染过程的实现，可参照现有的方法，再此不做过多说明。
图5为本申请实施例提供的又一种模型渲染方法的流程示意图；可选地，如图5所示，上述步骤S103中，根据漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对各空间方向进行贴图渲染，可以包括：
S501、根据预先获取的细节法线贴图，对漫反射渲染后的模型进行法线渲染。
可选地，上述进行漫反射渲染后，还可获取细节法线贴图，其获取方法与上述漫反射贴图的获取方法类似，通过获取的细节法线贴图，可对漫反射渲染后的模型进行法线渲染。
需要说明的是，法线贴图就是在原物体的凹凸表面的每个点上均作法线，通过RGB颜色通道来标记法线的方向，你可以把它理解成与原凹凸表面平行的另一个不同的表面，但实际上它又只是一个光滑的平面。对于视觉效果而言，它的效率比原有的凹凸表面更高，若在特定位置上应用光源，可以让细节程度较低的表面生成高细节程度的精确光照方向和反射效果。
S502、根据法线渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及阴影贴图，对各空间方向进行贴图渲染。
本实施例中，各空间方向可以指法线渲染后的模型在世界空间坐标系中X轴、Y轴和Z轴所对应的方向。其中，纹理坐标也即UV坐标，UV坐标也即指贴在模型身上的贴图的坐标，在本实施例中用于计算阴影贴图是在模型的哪个部位贴着的。
其中，阴影贴图可以为预先获取的，实际应用中，阴影贴图可以包含各种不同阴影效果的贴图，可以根据渲染需求，获取所需的阴影效果对应的阴影贴图。
可选地，基于确定的法线渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及阴影贴图，则可对法线渲染后的模型的各个空间方向进行贴图渲染。
图6为本申请实施例提供的另一种模型渲染方法的流程示意图；可选地，如图6所示，上述步骤S104中，根据待渲染对象模型的顶点法线对贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型，可以包括：
S601、根据顶点法线，确定法线权重。
可选地，本实施例中，基于上述贴图渲染后得到的各空间方向的贴图渲染结果，对各空间方向的贴图渲染结果进行混合，则可得到目标对象模型，从而以解决单一方向上的贴图渲染，导致的贴图偏移的问题。
可选地，可根据顶点法线的朝向，确定法线权重。一种可实现的方式中，可对顶点法线做绝对值操作，然后将进行绝对值操作后的值作为法线权重。
S602、根据法线权重，得到各方向的混合权重。
可选地，可根据法线权重，以及权重值在各方向上的值，得到各方向的混合权重。
S603、根据各方向的混合权重，对各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。
可选地，基于得到的各方向的混合权重，以及通过阴影贴图渲染后的各方向的渲染结果，对各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。其中，在对各方向进行贴图渲染时，各方向所使用的阴影贴图可以是相同的。
如下提供贴图混合渲染的核心代码：
float2 uv_front＝TRANSFORM_TEX(i.worldPos.xy,_SketchTex)；
float2 uv_side＝TRANSFORM_TEX(i.worldPos.zy,_SketchTex)；
float2 uv_top＝TRANSFORM_TEX(i.worldPos.xz,_SketchTex)；
fixed4 col_front＝tex2D(_SketchTex,uv_front)；
fixed4 col_side＝tex2D(_SketchTex,uv_side)；
fixed4 col_top＝tex2D(_SketchTex,uv_top)；
float3 normal＝normalize(i.normal).xyz；
float3 weights＝normal；
weights＝abs(weights)；
weights＝weights/(weights.x+weights.y+weights.z)；
col_front*＝weights.z；
col_side*＝weights.x；
col_top*＝weights.y；
fixed sketch＝(col_front+col_side+col_top).r。
其中，代码的1-3行都是做了同一种操作，也就是将XY平面，ZY平面，XZ平面的贴图坐标进行了缩放和位移的操作，目的是为了可以自由调整贴图的位置和大小。
第4-6行是指X、Y和Z平面均采用同一张阴影贴图。
第7行是指获取待渲染对象模型的顶点法线。
第8-9行是指将顶点法线的数据做了一个绝对值的操作，然后将这个值赋予给权重值。
第10行是将权重值本身除以权重值的X、Y、Z值。
第11-13行是将4-6行所获得的三个不同平面的阴影贴图与权重相乘，我们将从XY平面到Z权重相乘，因为它不会向该轴拉伸，并且对其他轴也做了类似的处理，最终这样做的目的是为了解决三个方向的贴图在类似于圆这样的物体上边缘会产生拉伸的问题。
第14行是将11-13行的数据加起来得到最终的结果，也即对三个方向的渲染数据进行混合。
最终将这个数据应用到法线渲染后的模型中，通过渲染，即可得到目标对象模型。
综上所述，本申请实施例提供的模型渲染方法，包括：根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染；基于预先获取的漫反射贴图，对光照渲染后的模型进行漫反射渲染；根据漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对各空间方向进行贴图渲染；根据待渲染对象模型的顶点法线对贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。本方案中，首先根据待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染，可以使得渲染得到的模型具有较为真实的光照。根据确定的光照渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标、以及预先获取的阴影贴图，将各空间方向的贴图进行叠加混合，从而对各空间方向的渲染结果进行混合，使得得到的目标模型很好的解决了模型通过位移所产生的贴图偏移问题，从而提高了渲染画面的真实性，提高了用户的视觉感受度。
下述对用以执行本申请所提供的模型渲染方法的装置、设备及存储介质等进行说明，其具体的实现过程以及技术效果参见上述，下述不再赘述。
图7为本申请实施例提供的一种模型渲染装置的示意图，可选地，如图7所示，该模型渲染装置可包括：渲染模块710、混合模块720；
渲染模块710，用于根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对待渲染对象模型进行光照渲染；基于预先获取的漫反射贴图，对光照渲染后的模型进行漫反射渲染；根据漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对各空间方向进行贴图渲染；
混合模块720，用于根据待渲染对象模型的顶点法线对贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。
可选地，该装置还包括：确定模块；
确定模块，用于根据待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定光照渲染信息。
可选地，该装置还包括：获取模块；
获取模块，用于根据待渲染对象模型的顶点法线，以及预设的环境光的光线角度，得到光照模型。
可选地，确定模块，具体用于根据待渲染对象模型的视角、顶点法线，采用光照模型，确定边缘光信息，光照渲染信息包括：边缘光信息。
可选地，确定模块，具体用于根据待渲染对象模型的视角、顶点法线，得到黑白渐变图；对黑白渐变图进行处理，得到初始边缘光信息；根据初始边缘光信息，采用光照模型，得到边缘光亮度；根据边缘光亮度和预设的边缘光颜色，得到边缘光信息。
可选地，确定模块，具体用于对黑白渐变图进行反向处理，得到基础边缘光；对基础边缘光进行指数运算，得到初始边缘光信息。
可选地，确定模块，还用于根据待渲染对象模型的视角、光线角度，采用光照模型，确定背光信息，光照渲染信息还包括：背光信息。
可选地，确定模块，具体用于根据待渲染对象模型的视角、光线角度，得到遮罩贴图；对遮罩贴图反向处理；根据反向处理后的遮罩贴图和初始边缘光信息，得到背光信息。
可选地，渲染模块710，具体用于根据预先获取的细节法线贴图，对漫反射渲染后的模型进行法线渲染；根据法线渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及阴影贴图，对各空间方向进行贴图渲染。
可选地，混合模块720，具体用于根据顶点法线，确定法线权重；根据法线权重，得到各方向的混合权重；根据各方向的混合权重，对各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。
上述装置用于执行前述实施例提供的方法，其实现原理和技术效果类似，在此不再赘述。
以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital singnal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
上述模块可以经由有线连接或无线连接彼此连接或通信。有线连接可以包括金属线缆、光缆、混合线缆等，或其任意组合。无线连接可以包括通过LAN、WAN、蓝牙、ZigBee、或NFC等形式的连接，或其任意组合。两个或更多个模块可以组合为单个模块，并且任何一个模块可以分成两个或更多个单元。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本申请中不再赘述。
需要说明的是，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(Digital Singnal Processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(System-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。
图8为本申请实施例提供的一种模型渲染设备的结构示意图，该设备可以集成于终端设备或者终端设备的芯片，该终端可以是具备数据处理功能的计算设备。
该设备可包括：处理器801、存储器802。
存储器802用于存储程序，处理器801调用存储器802存储的程序，以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似，这里不再赘述。
其中，存储器802存储有程序代码，当程序代码被处理器801执行时，使得处理器801执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本申请各种示例性实施方式的模型渲染方法中的各种步骤。
处理器801可以是通用处理器，例如中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器802作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器可以包括至少一种类型的存储介质，例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)、静态随机访问存储器(Static Random Access Memory，SRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，PROM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、带电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。本申请实施例中的存储器802还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置，用于存储程序指令和/或数据。
可选地，本发明还提供一种程序产品，例如计算机可读存储介质，包括程序，该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(英文：processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (13)
1.一种模型渲染方法，其特征在于，包括：
根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对所述待渲染对象模型进行光照渲染；所述光照渲染信息包括各种不同光所对应的参数信息；
基于预先获取的漫反射贴图，对所述光照渲染后的模型进行漫反射渲染；
根据所述漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对所述各空间方向进行贴图渲染；
根据所述待渲染对象模型的顶点法线对所述贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对所述待渲染对象模型进行光照渲染之前，所述方法还包括：
根据所述待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定所述光照渲染信息；所述待渲染对象模型的视角用于表征用户观察待渲染对象模型时用户的视线方向。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定所述光照渲染信息之前，所述方法还包括：
根据所述待渲染对象模型的顶点法线，以及预设的环境光的光线角度，得到所述光照模型。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定所述光照渲染信息，包括：
根据所述待渲染对象模型的视角、所述顶点法线，采用所述光照模型，确定边缘光信息，所述光照渲染信息包括：边缘光信息。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述待渲染对象模型的视角、所述顶点法线，采用所述光照模型，确定边缘光信息，包括：
根据所述待渲染对象模型的视角、所述顶点法线，得到黑白渐变图；
对所述黑白渐变图进行处理，得到初始边缘光信息；
根据所述初始边缘光信息，采用所述光照模型，得到边缘光亮度；
根据所述边缘光亮度和预设的边缘光颜色，得到所述边缘光信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述黑白渐变图进行处理，得到初始边缘光信息，包括：
对所述黑白渐变图进行反向处理，得到基础边缘光；
对所述基础边缘光进行指数运算，得到所述初始边缘光信息。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述待渲染对象模型的视角和预设的光照模型，确定所述光照渲染信息，包括：
根据所述待渲染对象模型的视角、所述光线角度，采用所述光照模型，确定背光信息，所述光照渲染信息还包括：背光信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述待渲染对象模型的视角、所述光线角度，采用所述光照模型，确定背光信息，包括：
根据所述待渲染对象模型的视角、所述光线角度，得到遮罩贴图；
对所述遮罩贴图反向处理；
根据反向处理后的所述遮罩贴图和所述初始边缘光信息，得到所述背光信息。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对所述各空间方向进行贴图渲染，包括：
根据预先获取的细节法线贴图，对所述漫反射渲染后的模型进行法线渲染；
根据所述法线渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及所述阴影贴图，对所述各空间方向进行贴图渲染。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待渲染对象模型的顶点法线对所述贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型，包括：
根据所述顶点法线，确定法线权重；
根据所述法线权重，得到所述各方向的混合权重；
根据所述各方向的混合权重，对所述各方向的渲染结果进行混合，得到所述目标对象模型。
11.一种模型渲染装置，其特征在于，包括：渲染模块、混合模块；
所述渲染模块，用于根据预先获取的待渲染对象模型的光照渲染信息，对所述待渲染对象模型进行光照渲染；基于预先获取的漫反射贴图，对所述光照渲染后的模型进行漫反射渲染；根据所述漫反射渲染后的模型中各空间方向的纹理坐标，以及预先获取的阴影贴图，对所述各空间方向进行贴图渲染；所述光照渲染信息包括各种不同光所对应的参数信息；
所述混合模块，用于根据所述待渲染对象模型的顶点法线对所述贴图渲染后各方向的渲染结果进行混合，得到目标对象模型。
12.一种模型渲染设备，其特征在于，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的程序指令，当模型渲染设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述程序指令，以执行时执行如权利要求1至10任一所述的模型渲染方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1至10任一所述的模型渲染方法的步骤。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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