CN112929625B - 一种显示素材渲染方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种显示素材渲染方法及装置，涉及图像处理技术领域，其中，上述方法包括：获取当前显示硬件的最小显示亮度和最大显示亮度，根据最小显示亮度和最大显示亮度，确定与当前显示硬件相匹配的不同的亮度区间。获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数。在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于不同亮度区间的调控系数，分别调整显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量。对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染。应用本发明实施例提供的方案渲染显示素材，可以提高显示硬件对显示素材的显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，特别是涉及一种显示素材渲染方法及装置。
背景技术
电子设备可以通过其显示硬件显示各种显示素材供用户查看，显示硬件对显示素材的显示效果与显示硬件自身的性能有关。
受不同显示硬件采用的各种电子器件性能的影响，不同显示硬件在显示各种显示素材时，显示效果不同。例如，部分显示硬件在显示亮度值较高的显示素材时，会产生内容过曝的视觉效果，使得用户难以分辨出细节内容。有些显示硬件在显示亮度值较低的显示素材时，会产生过暗的视觉效果，也使得用户难以分辨出细节内容。特别是HDR(High-Dynamic Range，高动态范围)显示素材的精度较高，细节内容较多，对于部分显示硬件而言，在显示HDR显示素材时，显示效果较差。
因此，需要提供显示素材渲染以提高显示硬件对显示素材的显示效果。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种显示素材渲染方法及装置，以提高显示硬件对显示素材的显示效果。具体技术方案如下：
在本发明实施例的第一方面，首先提供了一种显示素材渲染方法，所述方法包括：
获取当前显示硬件的最小显示亮度和最大显示亮度，根据所述最小显示亮度和最大显示亮度，确定与所述当前显示硬件相匹配的不同的亮度区间；
获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数；
在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于不同亮度区间的调控系数，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量；
对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染。
本发明的一个实施例中，所述基于不同亮度区间的调控系数，调整显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的分量，包括：
将所表征亮度的亮度值属于暗部区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不低于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，所述暗部区域中的亮度值小于所述最小显示亮度；
将所表征亮度的亮度值属于中间区域中的像素点的目标分量映射为第一分量，其中，所述第一分量所表征亮度的亮度值与调整前目标分量所表征亮度的亮度值间差异位于预设范围内，所述中间区域中的亮度值大于等于所述最小显示亮度、且小于等于所述最大显示亮度；
将所表征亮度的亮度值属于高亮区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不高于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，所述高亮区域中的亮度值大于所述最大显示亮度。
本发明的一个实施例中，按照以下方式获得用于调控所述暗部区域、中间区域以及高亮区域中任一区域内亮度值的调控系数：
确定区域中的最低区域亮度值对应的第一调整后亮度值、以及最高区域亮度值对应的第二调整后亮度值；
获得所述第一调整后亮度值与第二调整后亮度值之间的亮度值按照预设类型的线型关系、且随调整前亮度值变化的变化率；
根据所述最低区域亮度值、最高区域亮度值、第一调整后亮度值、第二调整后亮度值以及所获得的变化率，获得满足所述线型关系的区域内亮度值的调控系数。
本发明的一个实施例中，根据所述最低区域亮度值、最高区域亮度值、第一调整后亮度值、第二调整后亮度值以及所获得的变化率，获得满足所述线型关系的区域内亮度值的调控系数，包括：
按照以下关系式，获得区域内亮度值的调整系数：
其中，f(x)为调整后亮度值，x为调整前亮度值，f′(x)为f(x)的导数，m为所获得的变化率，a、b、c与d为所述调整系数。
本发明的一个实施例中，所述获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数，包括：
获得基于不同预设规则生成、用于对不同亮度区间中亮度值进行调整的不同线型关系，其中，所述线型关系以用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数为线型参数；
所述基于不同亮度区间的调控系数，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量，包括：
基于所获得的不同线型关系，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量。
本发明的一个实施例中，所述对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染，包括：
对调整目标分量后的显示素材进行色彩校正；
对进行色彩校正后的显示素材进行高动态光照渲染。
本发明的一个实施例中，在所述基于不同亮度区间的调控系数，分别调整显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量之前，还包括：
对所述显示素材中像素点的像素值进行归一化处理；
将归一化处理后的显示素材的颜色空间转换为预设颜色空间；
对进行颜色空间转换后的显示素材中像素点的像素值进行线性化处理；
将进行线性化处理后的显示素材的色域，转换至所述当前显示硬件的色域。
在本发明实施例的第二方面，还提供了一种显示素材渲染装置，所述装置包括：
区间确定模块，用于获取当前显示硬件的最小显示亮度和最大显示亮度，根据所述最小显示亮度和最大显示亮度，确定与所述当前显示硬件相匹配的不同的亮度区间；
系数获得模块，用于获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数；
分量调整模块，用于在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于不同亮度区间的调控系数，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量；
素材渲染模块，用于对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染。
本发明的一个实施例中，所述分量调整模块，包括：
暗部分量映射子模块，用于在需要对显示素材进行渲染的情况下，将所表征亮度的亮度值属于暗部区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不低于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，所述暗部区域中的亮度值小于所述最小显示亮度；
中间分量映射子模块，用于在需要对显示素材进行渲染的情况下，将所表征亮度的亮度值属于中间区域中的像素点的目标分量映射为第一分量，其中，所述第一分量所表征亮度的亮度值与调整前目标分量所表征亮度的亮度值间差异位于预设范围内，所述中间区域中的亮度值大于等于所述最小显示亮度、且小于等于所述最大显示亮度；
高亮分量映射子模块，用于在需要对显示素材进行渲染的情况下，将所表征亮度的亮度值属于高亮区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不高于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，所述高亮区域中的亮度值大于所述最大显示亮度。
本发明的一个实施例中，通过调控系数获得模块获得用于调控所述暗部区域、中间区域以及高亮区域中任一区域内亮度值的调控系数，所述调控系数获得模块，包括：
亮度值确定子模块，用于确定区域中的最低区域亮度值对应的第一调整后亮度值、以及最高区域亮度值对应的第二调整后亮度值；
变化率获得子模块，用于获得所述第一调整后亮度值与第二调整后亮度值之间的亮度值按照预设类型的线型关系、且随调整前亮度值变化的变化率；
调控系数获得子模块，用于根据所述最低区域亮度值、最高区域亮度值、第一调整后亮度值、第二调整后亮度值以及所获得的变化率，获得满足所述线型关系的区域内亮度值的调控系数。
本发明的一个实施例中，调控系数获得子模块，具体用于：
按照以下关系式，获得区域内亮度值的调整系数：
其中，f(x)为调整后亮度值，x为调整前亮度值，f′(x)为f(x)的导数，m为所获得的变化率，a、b、c与d为所述调整系数。
本发明的一个实施例中，所述系数获得模块，具体用于：
获得基于不同预设规则生成、用于对不同亮度区间中亮度值进行调整的不同线型关系，其中，所述线型关系以用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数为线型参数；
所述分量调整模块，具体用于：
在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于所获得的不同线型关系，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量。
本发明的一个实施例中，所述素材渲染模块，具体用于：
对调整目标分量后的显示素材进行色彩校正；
对进行色彩校正后的显示素材进行高动态光照渲染。
本发明的一个实施例中，所述装置还包括：
归一化处理模块，用于对所述显示素材中像素点的像素值进行归一化处理；
空间转换模块，用于将归一化处理后的显示素材的颜色空间转换为预设颜色空间；
线性化处理模块，用于对进行颜色空间转换后的显示素材中像素点的像素值进行线性化处理；
色域转换模块，用于将进行线性化处理后的显示素材的色域，转换至所述当前显示硬件的色域。
在本发明实施例的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面任一所述的方法步骤。
在本发明实施的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一所述的方法步骤。
在本发明实施的又一方面，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面任一所述的方法步骤。
本发明实施例提供的显示素材渲染方法，获取当前显示硬件的最小显示亮度和最大显示亮度，根据最小显示亮度和最大显示亮度，确定与当前显示硬件相匹配的不同的亮度区间。获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数。在对显示素材进行渲染的情况下，基于不同亮度区间的调控系数，分别调整显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量。对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染。
由以上可见，本发明实施例提供的方案分别获得与当前显示硬件相匹配的不同亮度区间的调控系数，根据不同的调控系数分别对显示素材中亮度值属于不同亮度区间的像素点表征亮度的目标分量进行调整。由于对表征亮度的目标分量进行了调整，因此显示素材中的像素点的亮度发生了变化，在显示素材中像素点的亮度发生变化之后，再对显示素材进行高动态光照渲染，可以提高渲染之后显示的显示素材的显示效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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。
图1为本发明实施例中提供的第一种显示素材渲染方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中提供的第二种显示素材渲染方法的流程示意图；
图3为本发明实施例中提供的第三种显示素材渲染方法的流程示意图；
图4为本发明实施例中提供的一种线型关系的示意图；
图5为本发明实施例中提供的第一种显示素材渲染装置的结构示意图；
图6为本发明实施例中提供的第二种显示素材渲染装置的结构示意图；
图7为本发明实施例中提供的第三种显示素材渲染装置的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于现有技术中显示硬件对显示素材的显示效果较差。为解决这一问题，本发明实施例提供了一种显示素材渲染方法及装置。
本发明的一个实施例中，提供了一种显示素材渲染方法，上述方法包括：
获取当前显示硬件的最小显示亮度和最大显示亮度，根据上述最小显示亮度和最大显示亮度，确定与上述当前显示硬件相匹配的不同的亮度区间。
获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数。
在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于不同亮度区间的调控系数，分别调整上述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量。
对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染。
由以上可见，本发明实施例提供的方案分别获得与当前显示硬件相匹配的不同亮度区间的调控系数，根据不同的调控系数分别对显示素材中亮度值属于不同亮度区间的像素点表征亮度的目标分量进行调整。由于对表征亮度的目标分量进行了调整，因此显示素材中的像素点的亮度发生了变化，在显示素材中像素点的亮度发生变化之后，再对显示素材进行高动态光照渲染，可以提高渲染之后显示的显示素材的显示效果。
下面通过具体的实施例对本发明实施例提供的显示素材渲染方法及装置进行说明。
参见图1，本发明实施例提供了第一种显示素材渲染方法的流程示意图，上述方法包括以下步骤S101-S104。
S101：获取当前显示硬件的最小显示亮度和最大显示亮度，根据上述最小显示亮度和最大显示亮度，确定与上述当前显示硬件相匹配的不同的亮度区间。
其中，上述显示硬件可以是计算机、手机、平板电脑的屏幕等。上述最小显示亮度与最大显示亮度属于上述显示硬件的硬件参数，因此可以通过读取上述显示硬件的属性信息中的硬件参数确定上述最小显示亮度和最大显示亮度，也可以通过接收用户输入的参数确定显示硬件的最小显示亮度与最大显示亮度。
例如，上述最小显示亮度可以为0.01nit，上述最大显示亮度可以为500nit。
另外，上述显示素材可以为任意格式的显示素材，例如，自身的亮度范围较大的HDR(High-Dynamic Range，高动态范围)显示素材。
具体的，显示硬件在显示亮度超过自身亮度显示范围的显示素材时显示效果较差，也就是显示硬件难以清晰的显示亮度值小于最小显示亮度或亮度值大于最大显示亮度的显示素材。所以在划分亮度区间，并对显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量分别进行调整的情况下，划分亮度区间时需要依据上述最小显示亮度与最大显示亮度，对亮度值位于显示亮度范围之外的像素点进行不同的调整，从而达到较好的亮度调整效果。
上述亮度区间的数量可以为大于等于1的任意数量。
例如，上述亮度区间可以包括亮度值小于所述最小显示亮度的暗部区域，亮度值大于等于上述最小显示亮度、且小于等于上述最大显示亮度的中间区域，以及亮度值大于上述最大显示亮度的高亮区域，则上述亮度区间共包含3个区间。
如，若上述最小显示亮度为n1，最大显示亮度为n2，由于亮度在物理意义中的最小值为0，因此上述暗部区域可以表示为[0，n1]，中间区域可以表示为(n1，n2)，不同平台的可取的亮度的最大值n3不同，高亮区域可以表示为[n2，n3]。例如，在iOS平台非P3广色域中可取的亮度的最大值为相对亮度1.0；iOS平台在P3广色域中可取的亮度的最大值约为相对亮度1.22。
也可以确定上述最小显示亮度与最大显示亮度的平均值，将小于最小显示亮度的区间确定为第一区间，最小显示亮度与上述平均值之间的区间确定为第二区间，上述平均值与最大显示亮度之间的区间确定为第三区间，大于最大显示亮度的区间确定第四区间，则上述亮度区间共包含4个区间。
当然上述亮度区间还可以为其他形式，在此不再赘述。
S102：获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数。
其中，上述调控系数可以为亮度值调整的比例、亮度值调整的亮度差等，上述调整系数可以为正值也可以为负值。
另外，上述调控系数也可以以函数的参数的形式表示，上述函数的自变量为调整前的目标分量，因变量为调整后的目标分量，上述函数可以为直线函数、抛物线函数或S型曲线函数等，上述S型曲线函数可以为：Reinhard tone mapping函数、Filmic tonemapping函数等。根据上述函数的调控系数，将调整前的目标分量作为自变量，可以计算得到调整后的目标分量。
为了亮度值调整前后保持显示素材中像素点之间的亮度大小关系，所获得的调控系数能够使得像素点的调整前亮度值越大，基于上述调控系数得到的调整后亮度值也越大。
本发明的一个实施例中，上述调控系数可以为预设的调控系数，可以根据上述亮度区间的具体取值，从已有的历史调控系数中获取与上述显示硬件相匹配的调控系数。由于不同亮度区间对应的预设规则不同，因此不同亮度区间的调控系数不同。
本发明的另一个实施例中，也可以通过步骤S102A实现上述步骤S102，在此暂不详述。
S103：在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于不同亮度区间的调控系数，分别调整上述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量。
其中，上述表征亮度的目标分量可以为像素点的亮度值，则可以直接基于不同亮度区间的调控系数，分别调整各个像素点的亮度值。
另外，基于像素点的颜色分量可以计算得到上述像素点的亮度值，因此上述目标分量也可以为上述颜色分量，例如，上述颜色分量可以为像素点的RGB值的R值、B值与G值等。
上述显示素材可以为视频、图像等。
具体的，在上述像素点的颜色值以RGB值的形式表示的情况下，可以按照以下公式计算上述亮度值。
其中，Y为上述亮度值，R为RBG值中表示红色的分量，G为RBG值中表示绿色的分量，B为RGB值中表示蓝色的分量，e、f、g分别为预设分量系数。
针对RGB颜色空间的不同色域，上述e、f、g的取值不同，例如，针对709色域，上述e的取值为299，f的取值为587，g的取值为114。
由以上公式可见，可以等比例提高上述R值、B值与G值，从而可以将像素点的亮度值提高上述比例，则上述调控系数可以为上述比例。
本发明的一个实施例中，在上述亮度区间包含暗部区域、中间区域与高亮区域的情况下，可以通过步骤S103A-步骤S103C实现上述步骤S103，在此暂不详述。
S104：对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染。
具体的，在对显示素材进行高动态光照渲染之后便可以在上述显示硬件上显示上述显示素材。经过高动态光照渲染渲染出的显示素材的动态范围较大、渲染出的显示素材的细节较多。
可以通过现有技术中进行高动态光照渲染的方式渲染调整目标分量后的显示素材，本发明实施例对此不再赘述。
由以上可见，本发明实施例提供的方案分别获得与当前显示硬件相匹配的不同亮度区间的调控系数，根据不同的调控系数分别对显示素材中亮度值属于不同亮度区间的像素点表征亮度的目标分量进行调整。由于对表征亮度的目标分量进行了调整，因此显示素材中的像素点的亮度发生了变化，在显示素材中像素点的亮度发生变化之后，再对显示素材进行高动态光照渲染，可以提高渲染之后显示的显示素材的显示效果。
本发明的一个实施例中，在上述图1所示的步骤S103之前，还可以通过以下步骤A-步骤D对显示素材进行预处理。
步骤A：对上述显示素材中像素点的像素值进行归一化处理。
具体的，对显示素材进行归一化处理之后可以将显示素材的像素点的像素值归一到一定的像素值区间内。
本发明的一个实施例中，可以通过线性函数转换、对数函数转换、反余弦函数转换等方式对显示素材中像素点的像素值进行归一化处理，另外也可以通过现有技术中的其他方式对显示素材中像素点的像素值进行归一化处理。
步骤B：将归一化处理后的显示素材的颜色空间转换为预设颜色空间。
具体的，不同显示素材的颜色值表现形式可能不同，也就是不同显示素材的颜色空间不同，例如，常见的颜色空间包括RGB颜色空间、YIQ颜色空间、CMY颜色空间等，为了在固定的颜色空间内对显示素材进行统一的显示素材渲染处理，可以对上述显示素材进行颜色空间转换，例如，将显示素材的颜色空间转换为RGB颜色空间。
其中，可以通过现有技术对显示素材进行颜色空间转换，本发明实施例对此不进行限定。
步骤C：对进行颜色空间转换后的显示素材中像素点的像素值进行线性化处理。
本发明的实施例中，可以通过Full Image Range、Full Data Range或其他现有技术中的方式对显示素材中像素点的像素值进行线性化处理，本实施例对此不进行限定。
步骤D：将进行线性化处理后的显示素材的色域，转换至上述当前显示硬件的色域。
具体的，不同显示硬件可以显示的显示素材的颜色值的取值范围可能不同，也就是不同显示硬件的色域不同，若显示素材的色域大于显示硬件的色域，则显示硬件难以对显示素材进行显示。为了在上述显示硬件中显示上述显示素材，可以对显示素材进行色域转换。
可以通过现有技术中的算法对显示素材进行色域转换，本发明实施例对此不进行限定。
本发明的另一个实施例中，前述图1所示的步骤S104可以通过以下步骤E-步骤F实现。
步骤E：对调整目标分量后的显示素材进行色彩校正。
具体的，由于受到显示硬件成像原理的影响，显示硬件难以准确地按照显示素材内各像素点的亮度值显示上述显示素材，为了消除上述影响，可以对上述显示素材进行色彩校正。
本发明的一个实施例中，可以通过gamma纠正方式或其他方式对上述显示素材进行色彩校正。
步骤F：对进行色彩校正后的显示素材进行高动态光照渲染。
由以上可见，由于对上述显示素材进行了色彩校正，在对进行了色彩校正之后的显示素材进行高动态光照渲染，可以使得显示出的显示素材中像素点的亮度与上述显示素材内各像素点的亮度值相近，从而可以提高显示素材的显示效果。
参见图2，为本发明实施例提供的第二种显示素材渲染方法的流程示意图，与前述图1所示的实施例相比，上述步骤S103可以通过以下步骤S103A-步骤S103C实现。
S103A：在需要对显示素材进行渲染的情况下，将所表征亮度的亮度值属于暗部区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不低于当前显示硬件的最小显示亮度的分量。
在像素点的目标分量所表征亮度的亮度值属于暗部区域的情况下，上述像素点的亮度值小于显示硬件的最小显示亮度，上述像素点难以在显示硬件上清晰的显示。将所表征亮度的亮度值属于暗部区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不低于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，使得在调整目标分量后，上述显示硬件能够清晰的显示显示素材中调整前目标分量所表征亮度的亮度值位于暗部区域的像素点。
S103B：将所表征亮度的亮度值属于中间区域中的像素点的目标分量映射为第一分量。
其中，上述第一分量所表征亮度的亮度值与调整前目标分量所表征亮度的亮度值间差异位于预设范围内。
由于上述中间区域中的亮度位于上述最小显示亮度与最大显示亮度之间，在上述显示素材中像素点的调整前的目标分量所表征亮度的亮度值位于中间区域的情况下，上述像素点在上述显示硬件可以清晰的显示。因此不需要对上述像素点进行较大幅度的亮度调整。所以上述第一分量所表征亮度的亮度值与调整前目标分量所表征亮度的亮度值问差异位于预设范围内。
S103C：将所表征亮度的亮度值属于高亮区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不高于当前显示硬件的最小显示亮度的分量。
在像素点的目标分量所表征亮度的亮度值属于高亮区域的情况下，上述像素点的亮度值大于显示硬件的最大显示亮度，上述像素点难以在显示硬件上清晰的显示。将所表征亮度的亮度值属于高亮区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不高于当前显示硬件的最大显示亮度的分量，使得在调整目标分量后，上述显示硬件能够清晰的显示显示素材中调整前目标分量所表征亮度的亮度值位于高亮区域的像素点。
由以上可见，本发明实施例提供的方案将所表征亮度的亮度值属于暗部区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不低于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，使得上述显示硬件能够清晰的显示显示素材中调整前目标分量所表征亮度的亮度值位于暗部区域的像素点。此外，将所表征亮度的亮度值属于中间区域中的像素点的目标分量映射为第一分量，使得所表征亮度的亮度值属于中间区域中的像素点，在目标分量调整前后相近，能够尽可能的保持像素点原本的亮度。再者，将所表征亮度的亮度值属于高亮区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不高于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，使得上述显示硬件能够清晰的显示显示素材中调整前目标分量所表征亮度的亮度值位于高亮区域的像素点。
本发明的一个实施例中，在前述图2所示的实施例的基础上，可以按照以下步骤G-步骤I获得用于调控所述暗部区域、中间区域以及高亮区域中任一区域内亮度值的调控系数。
步骤G：确定区域中的最低区域亮度值对应的第一调整后亮度值、以及最高区域亮度值对应的第二调整后亮度值。
其中，上述最低区域亮度所对应的第一调整后亮度值、以及最高区域亮度值对应的第二调整后亮度值，可以是所接收到的用户输入的亮度值。也可以是从预设亮度值集合中选择的亮度值。
另外，为了保证调整亮度前后像素点的亮度值之间的大小关系相同，也就是原本亮度值较低的像素点在调整亮度后亮度值依旧较低，需要控制第一调整后亮度值小于第二调整后亮度值。
本发明的一个实施例中，至少一组相邻亮度区间的端点亮度值对应的调整后亮度值可以满足以下情况，其中，上述端点亮度值包括最低区域亮度值与最高区域亮度值。
较小亮度区间的最高区域亮度对应的第二调整后亮度值等于较大亮度区间的最低区域亮度对应的第一调整后亮度值。
其中，上述较小亮度区间与较大亮度区间的取值相邻，较大亮度区间的亮度值大于较小亮度值区间的亮度值。
具体的，上述较小亮度区间的最高区域亮度的取值接近于较大亮度区间的最低区域亮度，可以均被称为第一亮度值。若上述较小亮度区间的最高区域亮度对应的第二调整后亮度值等于较大亮度区间的最低区域亮度对应的第一调整后亮度值，则说明第一亮度值在较低亮度区间中对应的调整后亮度值与较高亮度区间对应的调整后亮度值相同。
由以上可见，较小亮度区间中的亮度值对应的调整后亮度值与较大亮度区间中的亮度值对应的调整后亮度值的取值是连续的，调整前亮度值相近的像素点，在亮度值调整后依旧相近，可以保持各个像素点调整前亮度值的大小关系，对显示素材的显示效果影响较小。
步骤H：获得上述第一调整后亮度值与第二调整后亮度值之间的亮度值按照预设类型的线型关系、且随调整前亮度值变化的变化率。
其中，上述预设类型可以为直线类型、S型曲线、抛物线等。上述线性关系以调整前亮度值为横坐标，以调整后亮度值为纵坐标，因此上述第一调整后亮度值与第二调整后亮度值之间的亮度值随调整前亮度值变化。
具体的，可以计算第一调整后亮度值与第二调整后亮度值之间的第一差值，并计算最高区域亮度与最低区域亮度之间的第二差值，将第一差值除以第二差值，计算得到上述变化率。
步骤I：根据上述最低区域亮度值、最高区域亮度值、第一调整后亮度值、第二调整后亮度值以及所获得的变化率，获得满足上述线型关系的区域内亮度值的调控系数。
具体的，获得满足上述线型关系的区域内亮度值的调控系数为上述线性关系的参数。
区域内线型关系的一个端点坐标可以以最低区域亮度值为横坐标，以第一调整后亮度值为纵坐标。区域内线型关系的另一个端点坐标可以以最高区域亮度值为横坐标，以第二调整后亮度值为纵坐标。上述变化率可以为上述线型关系的斜率，则上述线型关系的导数等于上述变化率。可以根据上述端点坐标与斜率计算得到上述线型关系的参数，作为上述调控系数。
本发明的一个实施例中，可以按照以下关系式，获得区域内亮度值的调整系数：
其中，f(x)为调整后亮度值，x为调整前亮度值，f′(x)为f(x)的导数，m为所获得的变化率，a、b、c与d为上述调整系数。
具体的，f(x)为上述线型关系的表达式，f(x)可以被称为tone mapping函数。
参见图3，为本发明实施例提供的第三种显示素材渲染方法的流程示意图，与前述图1所示的实施例相比，上述步骤S102可以通过以下步骤S102A实现。
S102A：获得基于不同预设规则生成、用于对不同亮度区间中亮度值进行调整的不同线型关系。
其中，上述线型关系以用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数为线型参数。
具体的，上述线型关系可以为直线关系、S型曲线关系、抛物线关系等。上述线型关系可以以函数的形式表示，上述函数的自变量为调整前亮度值，因变量为调整后亮度值。
参见图4，为本发明实施例提供的一种线型关系的示意图。
由图可见，横坐标表示调整前亮度值，纵坐标表示调整后亮度值，图示的调整前亮度值被划分为3个不同的亮度区间，0-n1表示第一亮度区间，n1-n2表示第二亮度区间，n2-n3表示第三亮度区间。0-n1对应的密度较低的虚线表示第一亮度区间对应的线型关系，n1-n2对应的实线表示第二亮度区间对应的线型关系，n2-n3对应的密度较高的虚线表示第三亮度区间对应的线型关系。
此外，上述步骤S103可以通过以下步骤S103D实现。
S103D：在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于所获得的不同线型关系，分别调整上述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量。
具体的，根据上述线型关系表示的自变量与因变量的对应关系，可以确定不同的调整前亮度值对应的调整后亮度值。
在上述目标分量为亮度值的情况下，可以直接将上述亮度值调整至调整后亮度值。
在上述目标分量为颜色分量的情况下，可以将调整后亮度值除以调整前亮度值得到计算结果，将计算结果分别乘以各个颜色分量，从而目标分量进行调整。
具体的，若计算得到的新的目标分量大于目标分量的最大取值范围，则可以将上述新的目标分量的取值确定为目标分量可取的最大值。
与前述显示素材渲染方法相对应，参见图5，本发明实施例还提供了第一种显示素材渲染装置的结构示意图，上述装置包括：
区间确定模块501，用于获取当前显示硬件的最小显示亮度和最大显示亮度，根据所述最小显示亮度和最大显示亮度，确定与所述当前显示硬件相匹配的不同的亮度区间；
系数获得模块502，用于获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数；
分量调整模块503，用于在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于不同亮度区间的调控系数，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量；
素材渲染模块504，用于对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染。
由以上可见，本发明实施例提供的方案分别获得与当前显示硬件相匹配的不同亮度区间的调控系数，根据不同的调控系数分别对显示素材中亮度值属于不同亮度区间的像素点表征亮度的目标分量进行调整。由于对表征亮度的目标分量进行了调整，因此显示素材中的像素点的亮度发生了变化，在显示素材中像素点的亮度发生变化之后，再对显示素材进行高动态光照渲染，可以提高渲染之后显示的显示素材的显示效果。
参见图6，为本发明实施例提供的第二种显示素材渲染装置的结构示意图，上述分量调整模块503，包括：
暗部分量映射子模块503A，用于在需要对显示素材进行渲染的情况下，将所表征亮度的亮度值属于暗部区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不低于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，所述暗部区域中的亮度值小于所述最小显示亮度；
中间分量映射子模块503B，用于在需要对显示素材进行渲染的情况下，将所表征亮度的亮度值属于中间区域中的像素点的目标分量映射为第一分量，其中，所述第一分量所表征亮度的亮度值与调整前目标分量所表征亮度的亮度值间差异位于预设范围内，所述中间区域中的亮度值大于等于所述最小显示亮度、且小于等于所述最大显示亮度；
高亮分量映射子模块503C，用于在需要对显示素材进行渲染的情况下，将所表征亮度的亮度值属于高亮区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不高于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，所述高亮区域中的亮度值大于所述最大显示亮度。
由以上可见，本发明实施例提供的方案将所表征亮度的亮度值属于暗部区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不低于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，使得上述显示硬件能够清晰的显示显示素材中调整前目标分量所表征亮度的亮度值位于暗部区域的像素点。此外，将所表征亮度的亮度值属于中间区域中的像素点的目标分量映射为第一分量，使得所表征亮度的亮度值属于中间区域中的像素点，在目标分量调整前后相近，能够尽可能的保持像素点原本的亮度。再者，将所表征亮度的亮度值属于高亮区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不高于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，使得上述显示硬件能够清晰的显示显示素材中调整前目标分量所表征亮度的亮度值位于高亮区域的像素点。
本发明的一个实施例中，通过调控系数获得模块获得用于调控所述暗部区域、中间区域以及高亮区域中任一区域内亮度值的调控系数，所述调控系数获得模块，包括：
亮度值确定子模块，用于确定区域中的最低区域亮度值对应的第一调整后亮度值、以及最高区域亮度值对应的第二调整后亮度值；
变化率获得子模块，用于获得所述第一调整后亮度值与第二调整后亮度值之间的亮度值按照预设类型的线型关系、且随调整前亮度值变化的变化率；
调控系数获得子模块，用于根据所述最低区域亮度值、最高区域亮度值、第一调整后亮度值、第二调整后亮度值以及所获得的变化率，获得满足所述线型关系的区域内亮度值的调控系数。
本发明的一个实施例中，调控系数获得子模块，具体用于：
按照以下关系式，获得区域内亮度值的调整系数：
其中，f(x)为调整后亮度值，x为调整前亮度值，f′(x)为f(x)的导数，m为所获得的变化率，a、b、c与d为所述调整系数。
本发明的一个实施例中，上述系数获得模块502，具体用于：
获得基于不同预设规则生成、用于对不同亮度区间中亮度值进行调整的不同线型关系，其中，所述线型关系以用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数为线型参数；
上述分量调整模块503，具体用于：
在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于所获得的不同线型关系，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量。
本发明的一个实施例中，所述素材渲染模块504，具体用于：
对调整目标分量后的显示素材进行色彩校正；
对进行色彩校正后的显示素材进行高动态光照渲染。
由以上可见，由于对上述显示素材进行了色彩校正，在对进行了色彩校正之后的显示素材进行高动态光照渲染，可以使得显示出的显示素材中像素点的亮度与上述显示素材内各像素点的亮度值相近，从而可以提高显示素材的显示效果。
参见图7，为本发明实施例提供的第三种显示素材渲染装置的结构示意图，上述装置还包括：
归一化处理模块505，用于对所述显示素材中像素点的像素值进行归一化处理；
空间转换模块506，用于将归一化处理后的显示素材的颜色空间转换为预设颜色空间；
线性化处理模块507，用于对进行颜色空间转换后的显示素材中像素点的像素值进行线性化处理；
色域转换模块508，用于将进行线性化处理后的显示素材的色域，转换至所述当前显示硬件的色域。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，包括处理器801、通信接口802、存储器803和通信总线804，其中，处理器801，通信接口802，存储器803通过通信总线804完成相互间的通信，
存储器803，用于存放计算机程序；
处理器801，用于执行存储器803上所存放的程序时，实现上述显示素材渲染方法任一所述的方法步骤。
应用本发明实施例提供的电子设备渲染显示素材时，本发明实施例提供的方案分别获得与当前显示硬件相匹配的不同亮度区间的调控系数，根据不同的调控系数分别对显示素材中亮度值属于不同亮度区间的像素点表征亮度的目标分量进行调整。由于对表征亮度的目标分量进行了调整，因此显示素材中的像素点的亮度发生了变化，在显示素材中像素点的亮度发生变化之后，再对显示素材进行高动态光照渲染，可以提高渲染之后显示的显示素材的显示效果。
上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称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。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中上述显示素材渲染方法任一所述的方法步骤。
应用本实施例提供的计算机可读存储介质中存储的计算机程序渲染显示素材时，本发明实施例提供的方案分别获得与当前显示硬件相匹配的不同亮度区间的调控系数，根据不同的调控系数分别对显示素材中亮度值属于不同亮度区间的像素点表征亮度的目标分量进行调整。由于对表征亮度的目标分量进行了调整，因此显示素材中的像素点的亮度发生了变化，在显示素材中像素点的亮度发生变化之后，再对显示素材进行高动态光照渲染，可以提高渲染之后显示的显示素材的显示效果。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中上述显示素材渲染方法任一所述的方法步骤。
执行本实施例提供的计算机程序产品渲染显示素材时，本发明实施例提供的方案分别获得与当前显示硬件相匹配的不同亮度区间的调控系数，根据不同的调控系数分别对显示素材中亮度值属于不同亮度区间的像素点表征亮度的目标分量进行调整。由于对表征亮度的目标分量进行了调整，因此显示素材中的像素点的亮度发生了变化，在显示素材中像素点的亮度发生变化之后，再对显示素材进行高动态光照渲染，可以提高渲染之后显示的显示素材的显示效果。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种显示素材渲染方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前显示硬件的最小显示亮度和最大显示亮度，根据所述最小显示亮度和最大显示亮度，确定与所述当前显示硬件相匹配的不同的亮度区间；
获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数；所述不同亮度区间包括：暗部区域、中间区域以及高亮区域；
在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于不同亮度区间的调控系数，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量；
对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染；
所述获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数，包括：
获得用于调控所述暗部区域、中间区域以及高亮区域中任一区域内亮度值的调控系数；
确定区域中的最低区域亮度值对应的第一调整后亮度值、以及最高区域亮度值对应的第二调整后亮度值；
获得所述第一调整后亮度值与第二调整后亮度值之间的亮度值按照预设类型的线型关系、且随调整前亮度值变化的变化率；
根据所述最低区域亮度值、最高区域亮度值、第一调整后亮度值、第二调整后亮度值以及所获得的变化率，按照以下关系式，获得满足所述线型关系的区域内亮度值的调整系数：
其中，f(x)为调整后亮度值，x为调整前亮度值，f′(x)为f(x)的导数，m为所获得的变化率，a、b、c与d为所述调整系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于不同亮度区间的调控系数，调整显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的分量，包括：
将所表征亮度的亮度值属于暗部区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不低于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，所述暗部区域中的亮度值小于所述最小显示亮度；
将所表征亮度的亮度值属于中间区域中的像素点的目标分量映射为第一分量，其中，所述第一分量所表征亮度的亮度值与调整前目标分量所表征亮度的亮度值间差异位于预设范围内，所述中间区域中的亮度值大于等于所述最小显示亮度、且小于等于所述最大显示亮度；
将所表征亮度的亮度值属于高亮区域中的像素点的目标分量，映射为所表征亮度的亮度值不高于当前显示硬件的最小显示亮度的分量，所述高亮区域中的亮度值大于所述最大显示亮度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数，包括：
获得基于不同预设规则生成、用于对不同亮度区间中亮度值进行调整的不同线型关系，其中，所述线型关系以用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数为线型参数；
所述基于不同亮度区间的调控系数，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量，包括：
基于所获得的不同线型关系，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染，包括：
对调整目标分量后的显示素材进行色彩校正；
对进行色彩校正后的显示素材进行高动态光照渲染。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，在所述基于不同亮度区间的调控系数，分别调整显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量之前，还包括：
对所述显示素材中像素点的像素值进行归一化处理；
将归一化处理后的显示素材的颜色空间转换为预设颜色空间；
对进行颜色空间转换后的显示素材中像素点的像素值进行线性化处理；
将进行线性化处理后的显示素材的色域，转换至所述当前显示硬件的色域。
6.一种显示素材渲染装置，其特征在于，所述装置包括：
区间确定模块，用于获取当前显示硬件的最小显示亮度和最大显示亮度，根据所述最小显示亮度和最大显示亮度，确定与所述当前显示硬件相匹配的不同的亮度区间；
系数获得模块，用于获得基于不同预设规则生成的、用于调控不同亮度区间中亮度值的调控系数；所述不同亮度区间包括：暗部区域、中间区域以及高亮区域；
分量调整模块，用于在需要对显示素材进行渲染的情况下，基于不同亮度区间的调控系数，分别调整所述显示素材中亮度值属于不同亮度区间的各个像素点表征亮度的目标分量；
素材渲染模块，用于对调整目标分量后的显示素材进行高动态光照渲染；
所述系数获得模块，具体用于获得用于调控所述暗部区域、中间区域以及高亮区域中任一区域内亮度值的调控系数；
确定区域中的最低区域亮度值对应的第一调整后亮度值、以及最高区域亮度值对应的第二调整后亮度值；
获得所述第一调整后亮度值与第二调整后亮度值之间的亮度值按照预设类型的线型关系、且随调整前亮度值变化的变化率；
根据所述最低区域亮度值、最高区域亮度值、第一调整后亮度值、第二调整后亮度值以及所获得的变化率，按照以下关系式，获得满足所述线型关系的区域内亮度值的调整系数：
其中，f(x)为调整后亮度值，x为调整前亮度值，f′(x)为f(x)的导数，m为所获得的变化率，a、b、c与d为所述调整系数。
7.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-5任一所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一所述的方法。
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