CN112365572A - 一种基于曲面细分的渲染方法及其相关产品 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于曲面细分的渲染方法及其相关产品，所述方法包括：获取目标对象的第一模型，所述第一模型为三维立体模型；将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型；根据所述目标对象的高斯热源数学模型和所述第二模型确定所述目标对象的高度图；根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图；根据所述法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像。本申请实施例通过对目标对象的第一模型进行曲面细分，得到第二模型，根据第二模型计算高度图，通过目标对象的高度图计算得到的法线贴图对第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少了图像渲染的计算量，提高了渲染的效率。

Description

一种基于曲面细分的渲染方法及其相关产品

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于曲面细分的渲染方法及其相关产品。

背景技术

随着现代工业的发展，计算机辅助与制造发展迅速，其技术水平的发展已成为一个国家现代化水平的重要标志。其中，虚拟现实技术逐渐融入人们的生产生活中。

虚拟现实简称VR，VR技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。

其中，三维立体模型对于虚拟现实中的打造逼真的视觉效果极其重要。三维立体模型的曲面实际上是由无数个多边形构成的。三维立体图像要达到逼真效果，则要求对三维立体图像进行曲面细分，将曲面分成更小的多边形，多边形越多，那么曲面就会展现的更为真实。要得到精细的效果，需要提供包含大量控制点的实体模型，称之为高模模型，但这给模型设计带来了大量的工作量，提高了人力成本，且对三维立体模型中的每个曲面的图像进行渲染的工作量极大，对三维立体图像的渲染效率低。

发明内容

本申请实施例的主要目的在于提供一种基于曲面细分的渲染方法及其相关产品，能够减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于曲面细分的渲染方法，所述方法包括：

获取目标对象的第一模型，所述第一模型为三维立体模型；

将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型；

根据所述目标对象的高斯热源数学模型和所述第二模型确定所述目标对象的高度图；

根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图；

根据所述法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像。

第二方面，本申请实施例提供了一种基于曲面细分的渲染装置，所述装置包括：处理单元和通信单元，其中，

所述处理单元用于获取目标对象的第一模型，所述第一模型为三维立体模型；

以及用于将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型；

以及用于根据所述目标对象和所述第二模型确定所述目标对象的高度图；

以及用于根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图；

以及用于根据所述法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括处理器、存储器、通信接口以及一个或多个程序，其中，上述一个或多个程序被存储在上述存储器中，并且被配置由上述处理器执行，上述程序包括用于执行本申请实施例第一方面任一方法中的步骤的指令。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中，上述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，上述计算机程序使得计算机执行如本申请实施例第一方面任一方法中所描述的部分或全部步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，其中，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如本申请实施例第一方面任一方法中所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。

可以看出，本申请实施例通过将目标对象的第一模型进行曲面细分，得到第二模型；根据目标对象的高斯热源数学模型和第二模型确定目标对象的高度图；根据高度图确定第一模型的法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例提供的一种基于曲面细分的渲染方法中的对模型进行曲面细分的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种基于曲面细分的渲染方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种基于曲面细分的渲染方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种基于曲面细分的渲染装置的功能单元组成框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，显然，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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

为了更好地理解本申请实施例的方案，下面先对本申请实施例可能涉及的相关术语和概念进行介绍。

(1)曲面细分：镶嵌化处理技术(Tessellation)技术，是一种化繁为简的手段，简单的理解，便是在一个简单的多边形模型中，利用专门的硬件，专门的算法镶嵌入若干多边形，以达到在不耗费CPU资源的情况下，真实的展现曲面的目的。

(2)高斯热源数学模型：定性地理解是：温度在等直径的圆范围里，中心高外缘低。定回理解在等直径的圆范围里，温度的高低是按照高斯曲线分布的。

(3)热流密度；热流密度，也称热通量，一般用q表示，du定义为：单位时间内，通过物体单位横截面积上的热量。按照国际单位制，时间为s，面积为㎡，热量取单位为焦耳(J)，相应地热流密度单位为J/(㎡·s)。

(4)热力图：通过热流密度函数进行可视化用于表示图中点的热流密度的热图。

(5)高度图：高度图其实就是一组连续的数组，这个数组中的元素与地形网格中的顶点一一对应，且每一个元素都指定了地形网格的某个顶点的高度值。高度图最常用的使用灰度图实现，灰度图中亮度越大对应的地形高度越高。

(6)法线贴图：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，法线贴图可以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。

由于在电焊等高温高危条件下，学习电焊存在一定的危险性，利用教育信息化技术，将极大改变在学习电焊的工作环境。进而利用虚拟现实技术对焊接过程中产生的焊缝进行建模渲染，打造逼真的视觉效果。

但建模得到的三维立体模型的曲面实际上是由无数个多边形构成的。三维立体图像要达到逼真效果，则要求对三维立体图像进行曲面细分，将曲面分成更小的多边形，多边形越多，那么曲面就会展现的更为真实。要得到精细的效果，需要提供包含大量控制点的实体模型，称之为高模模型，但这给模型设计带来了大量的工作量，提高了人力成本，且对三维立体模型中的每个曲面的图像进行渲染的工作量极大，对三维立体图像的渲染效率低。

本申请实施例所涉及到的电子设备可以是具备通信能力的电子设备，该电子设备可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备(User Equipment，UE)，终端设备(terminal device)等等。

针对高模的三维立体模型中的每个曲面的图像进行渲染的工作量极大，对三维立体图像的渲染效率低的问题，本申请实施例提供的一种基于曲面细分的渲染方法。下面对本申请实施例进行详细介绍。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种基于曲面细分的渲染方法中的对模型进行曲面细分的示意图。

为解决的问题，本申请提供了一种基于曲面细分的渲染方法，具体如图2所示，该方法可以包括但不限于如下步骤：

S201、电子设备获取目标对象的第一模型；

其中，所述第一模型为三维立体模型。上述目标对象包括以下的任意一种：金属块、合金块、液态金属、液态合金，工具、焊缝，其中，焊接的工具可以是烙铁。目标对象的第一模型可以是

具体实现中，目标对象的第一模型可以是通过虚拟采集设备采集的目标对象的形状数据制作的预设模型，可以是通过预设的目标对象的数据进行制作的预设模型，可以是渲染后的预设模型。

S202、电子设备将第一模型进行曲面细分，得到第二模型；

其中，所述第二模型为三维立体模型。其中第二模型的世界坐标与第一模型的世界坐标的方向相同。

具体实现中，将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型的可以是包括以下具体步骤：根据细分参数对第一模型的曲面进行三角面的细分，得到第二模型，其中，细分参数是基于第一模型的曲面上的四个顶点构成的四边形曲面确定的。

S203、电子设备根据目标对象的高斯热源数学模型和第二模型确定目标对象的高度图；

其中，所述目标对象的高斯热源数学模型可以是预设的高斯热源数学模型。上述的高斯热源数学模型可以是根据热流密度公式进行计算。

具体实现中，根据所述目标对象的高斯热源数学模型和所述第二模型确定所述目标对象的高度图包括以下具体步骤：根据目标对象的高斯热源数学模型确定目标对象的热源图；根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图；根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图。

S204、电子设备根据高度图确定所述第一模型的法线贴图；

S205、电子设备根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像。

具体实现中，在根据所述法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像之后，还包括；在虚拟显示设备上播放目标图像。

可以看出，本申请实施例通过将目标对象的第一模型进行曲面细分，得到第二模型；根据目标对象的高斯热源数学模型和第二模型确定目标对象的高度图；根据高度图确定第一模型的法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

在一个可能的示例中，所述根据所述目标对象的高斯热源数学模型和所述第二模型确定所述目标对象的高度图，包括:根据所述目标对象的高斯热源数学模型确定所述目标对象的热源图；根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图；根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图。

具体实现中，所述目标对象的高斯热源数学模型可以是通过以下具体步骤确定：根据热流密度公式得到目标对象的高斯热源数学模型。其中，热流密度为通过物体单位横截面积上的热量。

进一步地，热流密度公式如下：

其中，Q为热源的有效功率，r为介质上的任意点至热源中心的距离，σ为高斯分布系数。

具体实现中，根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图，包括：根据所述目标对象的热源图确定热源的坐标和热力值，将热源的坐标和热力值代入热传导公式，计算所述目标对象的热力图。

其中，热传导公式为三维热传导公式，该热传导公式如下：

其中，T为温度，

α的计算公式如下：

其中，k为介质导热系数；c为介质比热；ρ为介质密度。

F(t,x,y,z)的计算公式如下：

其中，c为介质比热；ρ为介质密度；

q_w(t,x,y,z)在此处的计算公式为：

其中，Q为热源的有效功率，r为介质上的任意点至热源中心的距离，σ为高斯分布系数。

可以看出，本申请实施例通过将目标对象的第一模型进行曲面细分，得到第二模型；根据所述目标对象的高斯热源数学模型确定所述目标对象的热源图；根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图；根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图；根据高度图确定第一模型的法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

在一个可能的示例中，所述第二模型包括多个顶点，所述根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图，包括：获取所述第二模型在投影基准模型上的投影方式，所述投影基准模型为所述第二模型展开的三维面片；根据所述投影方式确定所述第二模型对应的投影模型；根据每个顶点的三维空间坐标和每个顶点在所述投影模型中对应的点的二维空间坐标，计算得到多个相对高度，所述多个相对高度与所述多个顶点一一对应，所述相对高度用于表示其对应的顶点与所述其对应的顶点在所述投影模型中对应的点的相对高度；根据所述多个相对高度和热力图，计算所述目标对象的高度图。

其中，投影模型的屏幕空间的轴心与第一模型的屏幕空间的轴心、第二模型的屏幕空间的轴心相同。

具体实现中，热力图可以是通过以下具体步骤确定：根据热源图确定热源中心，在屏幕空间中根据热传导方程和热源中心，计算目标对象的热力图，其中，上述热传导方程可以是：

其中，T为温度，

α的计算公式如下：

其中，k为介质导热系数；c为介质比热；ρ为介质密度。

F(t,x,y,z)的计算公式如下：

其中，c为介质比热；ρ为介质密度；

q_w(t,x,y,z)在此处的计算公式为：

其中，Q为热源的有效功率，r为介质上的任意点至热源中心的距离，σ为高斯分布系数。

可以看出，本申请实施例通过根据投影方式确定所述第二模型对应的投影模型；根据每个顶点的三维空间坐标和每个顶点在所述投影模型中对应的点的二维空间坐标，计算得到多个相对高度；根据所述多个相对高度和热力图，计算所述目标对象的高度图；根据高度图确定第一模型的法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

在一个可能的示例中，所述第一模型包括四个顶点，所述将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型，包括：根据细分参数对所述第一模型的曲面进行三角面的细分，得到所述第二模型，所述细分参数是基于所述四个顶点构成的四边形曲面确定的。

其中，根据细分参数对所述第一模型的曲面进行三角面的细分的细分方法包括以下任意一种：Doo-Sabin细分、

细分、

细分以及Loop型细分。

具体实现中，根据细分参数对所述第一模型的曲面进行三角面的细分包括：根据细分参数对所述第一模型的曲面进行Doo-Sabin细分；或者，根据细分参数对所述第一模型的曲面进行

细分；或者，根据细分参数对所述第一模型的曲面进行

细分；或者，根据细分参数对所述第一模型的曲面进行Loop型细分。

可以看出，本申请实施例通过根据细分参数对目标对象的第一模型的曲面进行三角面的细分，得到所述第二模型；根据目标对象的高斯热源数学模型和第二模型确定目标对象的高度图；根据高度图确定第一模型的法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

在一个可能的示例中，所述四边形曲面由四条边构成，所述细分参数包括所述四条边中的每条边的分段点的个数和所述四边形曲面内部新增的顶点数。

其中，上述的四边形曲面可以是规则四边形或者是不规则四边形，其中规则四边形可以是平行四边形，其中上述平行四边形包括矩形、菱形。

在一个可能的示例中，所述根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图，包括：根据所述高度图中的顶点计算所述第二模型包括的每个顶点的法线；根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图。

其中，法线贴图为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的贴图。其中所述高度图中的顶点与第二模型中的顶点一一对应。

具体实现中，据所述高度图中的顶点计算所述第二模型包括的每个顶点的法线包括以下具体步骤：上述高度图保存在UV空间，根据上述高度图可以获取高度图中顶点的二维坐标和相对高度，根据该顶点的二维坐标和相对高度计算该顶点的法线。

具体实现中，根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图包括：通过RGB颜色通道来标记顶点法线的方向，确定所述第一模型的法线贴图。

可以看出，本申请实施例通过将目标对象的第一模型进行曲面细分，得到第二模型；根据目标对象的高斯热源数学模型和第二模型确定目标对象的高度图；根据所述高度图中的顶点计算所述第二模型包括的每个顶点的法线；根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

在一个可能的示例中，所述根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图，包括：根据计算得到的法线确定所述第一模型包括的每个曲面的颜色取值；根据所述每个曲面的颜色取值确定所述法线贴图。

具体实现中，根据计算得到的法线确定所述第一模型包括的每个曲面的颜色取值包括：通过RGB颜色通道来标记计算得到的顶点的法线的方向确定所述第一模型包括的每个曲面的颜色取值。

可以看出，本申请实施例通过将目标对象的第一模型进行曲面细分，得到第二模型；根据目标对象的高斯热源数学模型和第二模型确定目标对象的高度图；根据所述高度图中的顶点计算所述第二模型包括的每个顶点的法线；根据计算得到的法线确定所述第一模型包括的每个曲面的颜色取值；根据所述每个曲面的颜色取值确定所述法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

下面通过一个具体的例子对本申请实施例进行详细介绍。

与上述图2所示的实施例一致，请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种基于曲面细分的渲染方法的流程示意图，所述方法包括：

S301、电子设备获取目标对象的第一模型；

S302、电子设备将第一模型进行曲面细分，得到第二模型；

S303、电子设备根据目标对象的高斯热源数学模型确定目标对象的热源图；

S304、电子设备根据目标对象的热源图确定目标对象的热力图；

S305、电子设备根据第二模型和所述热力图确定目标对象的高度图；

S306、电子设备根据高度图确定第一模型的法线贴图；

S307、电子设备根据法线贴图对第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像。

可以看出，本申请实施例通过将目标对象的第一模型进行曲面细分，得到第二模型；根据所述目标对象的高斯热源数学模型确定所述目标对象的热源图；根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图；根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图；根据高度图确定第一模型的法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种电子设备400的结构示意图，如图所示，所述电子设备400包括应用处理器410、存储器420、通信接口430以及一个或多个程序421，其中，所述一个或多个程序421被存储在上述存储器420中，并且被配置由上述应用处理器410执行，所述一个或多个程序421包括用于执行以下步骤：

获取目标对象的第一模型，所述第一模型为三维立体模型；

将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型；

根据所述目标对象的高斯热源数学模型和所述第二模型确定所述目标对象的高度图；

根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图；

根据所述法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像。

可以看出，本申请实施例通过将目标对象的第一模型进行曲面细分，得到第二模型；根据所述目标对象的高斯热源数学模型确定所述目标对象的热源图；根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图；根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图；根据高度图确定第一模型的法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

在一个可能的示例中，在所述根据所述目标对象的高斯热源数学模型和所述第二模型确定所述目标对象的高度图方面，所述一个或多个程序421包括具体用于执行以下步骤：根据所述目标对象的高斯热源数学模型确定所述目标对象的热源图；根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图；根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图。

在一个可能的示例中，所述第二模型包括多个顶点，在所述根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图方面，所述一个或多个程序421包括具体用于执行以下步骤：获取所述第二模型在投影基准模型上的投影方式，所述投影基准模型为所述第二模型展开的三维面片；根据所述投影方式确定所述第二模型对应的投影模型；根据每个顶点的三维空间坐标和每个顶点在所述投影模型中对应的点的二维空间坐标，计算得到多个相对高度，所述多个相对高度与所述多个顶点一一对应，所述相对高度用于表示其对应的顶点与所述其对应的顶点在所述投影模型中对应的点的相对高度；根据所述多个相对高度和热力图，计算所述目标对象的高度图。

在一个可能的示例中，所述第一模型包括四个顶点，在所述将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型方面，所述一个或多个程序421包括具体用于执行以下步骤：根据细分参数对所述第一模型的曲面进行三角面的细分，得到所述第二模型，所述细分参数是基于所述四个顶点构成的四边形曲面确定的。

在一个可能的示例中，所述四边形曲面由四条边构成，所述细分参数包括所述四条边中的每条边的分段点的个数和所述四边形曲面内部新增的顶点数。

在一个可能的示例中，在所述根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图方面，所述一个或多个程序421包括具体用于执行以下步骤：根据所述高度图中的顶点计算所述第二模型包括的每个顶点的法线；根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图。

在一个可能的示例中，在所述根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图方面，所述一个或多个程序421包括具体用于执行以下步骤：根据计算得到的法线确定所述第一模型包括的每个曲面的颜色取值；根据所述每个曲面的颜色取值确定所述法线贴图。

上述主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，电子设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对电子设备进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，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。

图5是本申请实施例中所涉及的基于曲面细分的渲染装置500的功能单元组成框图。所述装置500包括：处理单元501、通信单元502、

其中，所述装置500还可以包括存储单元503，用于存储电子设备的程序代码和数据。所述处理单元501可以是处理器，存储单元503可以是存储器。

其中，所述处理单元501用于获取目标对象的第一模型，所述第一模型为三维立体模型；以及用于将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型；以及用于根据所述目标对象和所述第二模型确定所述目标对象的高度图；以及用于根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图；以及用于根据所述法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像。

可以看出，本申请实施例通过将目标对象的第一模型进行曲面细分，得到第二模型；根据所述目标对象的高斯热源数学模型确定所述目标对象的热源图；根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图；根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图；根据高度图确定第一模型的法线贴图；根据法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像，减少图像渲染的计算量，提高渲染速率。

在一个可能的示例中，在所述根据所述目标对象的高斯热源数学模型和所述第二模型确定所述目标对象的高度图方面，所述处理单元501具体用于：根据所述目标对象的高斯热源数学模型确定所述目标对象的热源图；根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图；根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图。

在一个可能的示例中，所述第二模型包括多个顶点，在所述根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图方面，所述处理单元501具体用于：获取所述第二模型在投影基准模型上的投影方式，所述投影基准模型为所述第二模型展开的三维面片；根据所述投影方式确定所述第二模型对应的投影模型；根据每个顶点的三维空间坐标和每个顶点在所述投影模型中对应的点的二维空间坐标，计算得到多个相对高度，所述多个相对高度与所述多个顶点一一对应，所述相对高度用于表示其对应的顶点与所述其对应的顶点在所述投影模型中对应的点的相对高度；根据所述多个相对高度和热力图，计算所述目标对象的高度图。

在一个可能的示例中，所述第一模型包括四个顶点，在所述将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型方面，所述处理单元501具体用于：根据细分参数对所述第一模型的曲面进行三角面的细分，得到所述第二模型，所述细分参数是基于所述四个顶点构成的四边形曲面确定的。

在一个可能的示例中，所述四边形曲面由四条边构成，所述细分参数包括所述四条边中的每条边的分段点的个数和所述四边形曲面内部新增的顶点数。

在一个可能的示例中，在所述根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图方面，所述处理单元501具体用于：根据所述高度图中的顶点计算所述第二模型包括的每个顶点的法线；根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图。

在一个可能的示例中，在所述根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图方面，所述处理单元501具体用于：根据计算得到的法线确定所述第一模型包括的每个曲面的颜色取值；根据所述每个曲面的颜色取值确定所述法线贴图。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤，上述计算机包括电子设备。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包，上述计算机包括电子设备。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可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，例如上述单元的划分，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，可以是电性或其它的形式。

上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，在本申请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，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁盘或光盘等。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种基于曲面细分的渲染方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标对象的第一模型，所述第一模型为三维立体模型；

将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型；

根据所述目标对象的高斯热源数学模型和所述第二模型确定所述目标对象的高度图；

根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图；

根据所述法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标对象的高斯热源数学模型和所述第二模型确定所述目标对象的高度图，包括:

根据所述目标对象的高斯热源数学模型确定所述目标对象的热源图；

根据所述目标对象的热源图确定所述目标对象的热力图；

根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二模型包括多个顶点，所述根据所述第二模型和所述热力图确定所述目标对象的高度图，包括：

获取所述第二模型在投影基准模型上的投影方式，所述投影基准模型为所述第二模型展开的三维面片；

根据所述投影方式确定所述第二模型对应的投影模型；

根据每个顶点的三维空间坐标和每个顶点在所述投影模型中对应的点的二维空间坐标，计算得到多个相对高度，所述多个相对高度与所述多个顶点一一对应，所述相对高度用于表示其对应的顶点与所述其对应的顶点在所述投影模型中对应的点的相对高度；

根据所述多个相对高度和热力图，计算所述目标对象的高度图。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述第一模型包括四个顶点，所述将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型，包括：

根据细分参数对所述第一模型的曲面进行三角面的细分，得到所述第二模型，所述细分参数是基于所述四个顶点构成的四边形曲面确定的。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述四边形曲面由四条边构成，所述细分参数包括所述四条边中的每条边的分段点的个数和所述四边形曲面内部新增的顶点数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图，包括：

根据所述高度图中的顶点计算所述第二模型包括的每个顶点的法线；

根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据计算得到的法线确定所述第一模型的法线贴图，包括：

根据计算得到的法线确定所述第一模型包括的每个曲面的颜色取值；

根据所述每个曲面的颜色取值确定所述法线贴图。

8.一种基于曲面细分的渲染装置，其特征在于，所述装置包括：处理单元和通信单元，其中，

所述处理单元用于获取目标对象的第一模型，所述第一模型为三维立体模型；

以及用于将所述第一模型进行曲面细分，得到第二模型；

以及用于根据所述目标对象和所述第二模型确定所述目标对象的高度图；

以及用于根据所述高度图确定所述第一模型的法线贴图；

以及用于根据所述法线贴图对所述第一模型的三维图像进行渲染，得到目标图像。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、通信接口，以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1-7任一项所述的方法中的步骤的指令。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。

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