CN113379885A - 虚拟头发的处理方法及装置、可读存储介质及电子设备 - Google Patents

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CN113379885A CN202110691580.3A CN202110691580A CN113379885A CN 113379885 A CN113379885 A CN 113379885A CN 202110691580 A CN202110691580 A CN 202110691580A CN 113379885 A CN113379885 A CN 113379885A
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Abstract

本公开涉及计算机技术领域，提供了一种虚拟头发的处理方法及装置、计算机存储介质和电子设备。其中，上述方法包括：根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量，其中，视角方向的向量的大小为虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的距离；获取预设光源的方向向量，根据预设光源的方向向量和视角方向的向量，确定出虚拟头发的初始高光参数；根据初始高光参数和预设高光调整参数渲染虚拟头发的目标高光；其中，预设高光调整参数用于沿着虚拟头发的顶点位置处的法线偏移虚拟头发的顶点位置处的切线。本方案基于视角方向的方向向量渲染生成虚拟头发的高光，可以在视角方向变化时具有更真实的高光显示效果。

Description

虚拟头发的处理方法及装置、可读存储介质及电子设备
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种虚拟头发的处理方法、虚拟头发的处理装置、计算机可读存储介质以及电子设备。
背景技术
头发是游戏角色、动漫卡通人物等虚拟对象的重要组成部分。因此，头发的渲染对于虚拟对象而言至关重要。而头发具有各向异性，即其会随着方向的不同而发生变化。
相关技术中，主要通过Blinn-Phong高光或卡吉雅模型(Kajiya-Kay ShadingModel)进行虚拟头发的渲染。
然而，无论是Blinn-Phong高光还是卡吉雅模型，其视线远近不同时，渲染的头发高光不会发生明显的变化，这显然不符合真实的头发高光显示效果。因此，相关技术在视线远近不同时，渲染的头发高光的真实性较低。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种虚拟头发的处理方法及装置、计算机可读存储介质及电子设备，进而至少在一定程度上克服在视线远近不同时，渲染的头发高光变化不明显，影响头发高光显示效果的真实性的问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的第一方面，提供了一种虚拟头发的处理方法，包括：
根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量，其中，所述视角方向的向量的大小为所述虚拟摄像机到所述虚拟头发的顶点位置的距离；
获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数；
根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光；
其中，所述预设高光调整参数用于沿着所述虚拟头发的顶点位置处的法线偏移所述虚拟头发的顶点位置处的切线。
在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述方法还包括：
响应于在视角方向调整所述虚拟头发的显示位置的触发操作，根据调整后的显示位置对应的视角方向的向量调整所述虚拟头发的目标高光的显示区域和/或显示亮度。
在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量，包括：
将所述虚拟头发的顶点从顶点模型坐标系转换到世界坐标系，以确定所述虚拟头发在世界坐标系中的顶点位置；
根据虚拟摄像机的位置到所述虚拟头发在世界坐标系中的顶点位置的方向，确定出所述虚拟头发的视角方向的向量。
在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数，包括：
根据所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数。
在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述根据所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数，包括：
将所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量相加，以得到所述虚拟头发的半角方向向量；
确定所述半角方向向量和所述虚拟头发的顶点位置处的切线方向的方向向量的第一内积；
基于所述第一内积，计算所述虚拟头发的顶点位置处的法线方向的方向向量和所述虚拟头发的半角方向向量的第二内积；
利用平滑阶梯函数对所述第一内积进行平滑处理，以得到高光亮度衰减因子；
根据所述高光亮度衰减因子、所述第二内积和所述预设光源的反光度，确定出所述虚拟头发的初始高光参数。
在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数，包括：
根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始透明高光参数和/或初始颜色高光参数；
所述根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光，包括：
根据所述初始透明高光参数与其对应的第一预设高光调整参数和/或所述初始颜色高光参数与其对应的第二预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光。
在本公开的一种示例性实施例中，基于前述方案，所述根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光，包括：
根据预设扰动因子为所述预设高光调整参数添加扰动；
根据所述初始高光参数和添加扰动后的所述预设高光调整参数，渲染所述虚拟头发的目标高光。
根据本公开的第二方面，提供了一种虚拟头发处理装置，包括：
视角方向向量确定模块，被配置为根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量，其中，所述视角方向的向量的大小为所述虚拟摄像机到所述虚拟头发的顶点位置的距离；
初始高光参数确定模块，被配置为获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数；
目标高光渲染模块，被配置为根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光；
其中，所述预设高光调整参数用于沿着所述虚拟头发的顶点位置处的法线偏移所述虚拟头发的顶点位置处的切线。
根据本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例中第一方面所述的虚拟头发处理方法。
根据本公开实施例的第四方面，提供了一种电子设备，包括：处理器；以及，存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中第一方面所述的虚拟头发处理方法。
由上述技术方案可知，本公开示例性实施例中的虚拟头发的处理方法、虚拟头发的处理装置，以及实现所述虚拟头发的处理方法的计算机可读存储介质及电子设备，至少具备以下优点和积极效果：
在本公开的一些实施例所提供的技术方案中，首先，根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量；然后，获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数；最后，根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光。与相关技术相比，本公开基于视角方向的向量的方向和大小，可以在视线发生变化时，对应的调整所渲染的虚拟头发的高光，从而可以提高虚拟头发高光渲染的准确性和真实性。
本公开应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出本公开一示例性实施例中现有技术在虚拟头发的高光处于同方向视线远近不同时的显示效果；
图2示出本公开一示例性实施例中的虚拟头发的处理方法的流程示意图；
图3示出本公开一示例性实施例中的确定虚拟头发的初始高光参数的方法的流程示意图；
图4示出本公开一示例性实施例中的虚拟头发所涉及的各向量的示意图；
图5示出本公开一示例性实施例中的渲染虚拟头发的目标高光的方法的流程示意图；
图6示出一示例性实施例中根据本公开的虚拟头发的处理方法进行高光渲染时，虚拟头发的高光在同方向视线远近不同时的显示效果；
图7示出本公开一示例性实施例中虚拟头发的处理装置的结构示意图；
图8示出本公开示例性实施例中计算机存储介质的结构示意图；以及，
图9示出本公开示例性实施例中电子设备的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
本说明书中使用用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。
头发是游戏角色、动漫卡通人物等虚拟对象的重要组成部分。因此，头发的渲染对于虚拟对象而言至关重要。虚拟头发具有各向异性，其中，各向异性指物体的全部或部分物理、化学等性质随方向的不同而有所变化的特性。
相关技术中，主要通过Blinn-Phong高光或卡吉雅模型(Kajiya-Kay ShadingModel)进行虚拟头发的渲染。
本公开的发明人在实践中发现，无论是Blinn-Phong高光还是卡吉雅模型，其渲染出的头发高光在视线远近不同时，不会发生明显的变化，如图1所示，在拉远拉近时渲染的头发高光几乎相同，这显然不符合真实的头发高光显示效果。因此，相关技术在视线远近不同时，渲染的头发高光的真实性较低。
在本公开的实施例中，首先提供了一种虚拟头发的处理方法，至少在一定程度上克服上述相关技术中存在的缺陷。
图2示出本公开一示例性实施例中虚拟头发的处理方法。参考图2，该方法包括：
步骤S210，根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量，其中，所述视角方向的向量的大小为所述虚拟摄像机到所述虚拟头发的顶点位置的距离；
步骤S220，获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数；
步骤S230，根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光；
其中，所述预设高光调整参数用于沿着所述虚拟头发的顶点位置处的法线偏移所述虚拟头发的顶点位置处的切线。
在图2所示实施例所提供的技术方案中，首先，根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量；然后，获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数；最后，根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光。与相关技术相比，本公开基于视角方向的向量的方向和大小可以在视线发生变化时，对应的调整虚拟头发所渲染的高光，从而可以提高虚拟头发高光渲染的准确性和真实性。
下面，对图2所示实施例中各个步骤的具体实施方式进行详细阐述：
在步骤S210中，根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量。
其中，所述视角方向的向量的大小为所述虚拟摄像机到所述虚拟头发的顶点位置的距离。
在示例性的实施方式中，虚拟摄像机可以包括实际的游戏场景中的虚拟摄像机，也可以包括3D(3-Dimensional，三维)动画中的虚拟摄像机，还可以包括虚拟角色制作软件中的虚拟摄像机。即本公开的虚拟头发处理方法可以应用于在实际的游戏过程中或实际的动画播放过程中对虚拟角色的头发进行高光渲染，也可以应用于在虚拟角色的虚拟头发的前期制作过程中，对虚拟头发进行高光渲染。
其中，虚拟摄像机可以代表现实世界中的人在游戏场景或者虚拟角色制作软件中对虚拟角色进行观察。虚拟头发可以包括渲染引擎，如shader(着色器)中的虚拟头发模型。具体的，虚拟头发模型可以是块状的头发模型。块状的头发模型可以通过多个顶点构成。
由于每个块状的虚拟头发模型都是由多个顶点构成的，所以每个块状的虚拟头发模型的视角方向的向量可以理解为一个向量矩阵，该向量矩阵中包括了虚拟摄像机到虚拟头发模型的每个顶点位置的方向对应的方向向量。
示例性的，步骤S210的具体实施方式可以包括：将所述虚拟头发的顶点从顶点模型坐标系转换到世界坐标系，以确定所述虚拟头发在世界坐标系中的顶点位置；根据虚拟摄像机的位置到所述虚拟头发在世界坐标系中的顶点位置的方向，确定出所述虚拟头发的视角方向的向量。
举例而言，由于虚拟摄像机处于世界坐标系中，所以可以在渲染引擎中，先将虚拟头发模型的顶点从顶点模型坐标系转换到世界坐标系，然后，在世界坐标系中，确定虚拟摄像机的当前位置到虚拟头发模型的各顶点的方向对应的方向向量为虚拟头发的视角方向的向量。接下来，在步骤S220中，获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数。
其中，预设光源可以包括渲染引擎中配置的渲染头发高光时所需要的光源，也可以包括实际的游戏场景中的光源。预设光源的方向向量可以是灯光方向的反方向对应的方向向量。示例性的，步骤S220的具体实施方式可以是根据所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数。
举例而言，可以根据虚拟头发的视角方向的方向向量和虚拟头发所处的场景中的预设光源方向的单位向量，确定出虚拟头发的初始高光参数。
下面，结合图3对步骤S220的具体实施方式进行进一步的说明。图3示出本公开一示例性实施例中的确定虚拟头发的初始高光参数的方法的流程示意图。参考图3，该方法可以包括步骤S310至步骤S350。其中：
在步骤S310中，将所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量相加，以得到所述虚拟头发的半角方向向量。
示例性的，可以对预设光源的方向向量进行归一化处理，以得到预设光源的方向向量对应的单位向量。参考图4所示，预设光源的方向向量可以是灯光方向的反方向对应的方向向量，如图4中的方向向量L所示。在图4中，41为预设光源，42为虚拟摄像机。
得到预设光源对应的单位向量后，可以将预设光源对应的单位向量和步骤S210中得到的视角方向的方向向量进行向量相加，以得到虚拟头发的半角方向向量。如图4所示，以虚拟头发的顶点位置为O为例，图4中V为视角方向的向量，L表示预设光源的方向向量，L1为预设光源的方向向量对应的单位向量，H为基于L1和V得到的半角方向向量。
接下来，在步骤S320中，确定所述半角方向向量和所述虚拟头发的顶点位置处的切线方向的方向向量的第一内积。
示例性的，步骤S320的具体实施方式可以包括：对所述半角方向向量进行归一化处理，以得到半角方向向量的单位向量；对虚拟头发的顶点位置处的切线方向的方向向量进行归一化处理，以得到虚拟头发的顶点位置处的切线方向对应的单位向量；确定半角方向向量对应的单位向量和虚拟头发的顶点位置处的切线方向对应的单位向量的内积，从而得到第一内积。
例如，可以通过程序代码中的dot函数的第一内积，具体的，可以通过代码“fixeddotTH＝dot(T1，H1)”的的第一内积，其中，T1为虚拟头发的顶点位置处的切线方向对应的单位向量，H1为半角方向向量对应的单位向量。
得到第一内积后，在步骤S330中，基于所述第一内积，计算所述虚拟头发的顶点位置处的法线方向的方向向量和所述虚拟头发的半角方向向量的第二内积。
示例性的，步骤S330的具体实施方式可以包括：基于所述第一内积，计算所述虚拟头发的顶点位置处的法线方向对应的单位向量和所述虚拟头发的半角方向向量对应的单位向量的第二内积。
举例而言，第二内积可以通过如下公式(1)确定：
Figure BDA0003126975950000091
式(1)中，N1为虚拟头发的顶点位置处的法线方向的方向向量对应的单位向量，T1为虚拟头发的顶点位置处的切线方向的向量对应的单位向量，H1为上述的半角方向向量对应的单位向量，T1·H1为上述的第一内积。
参考图4，以虚拟头发的顶点位置为O为例，图4中的T为虚拟头发的顶点位置处的切线方向的向量，N为虚拟头发的顶点位置处的法线方向的向量，H为上述的半角方向向量，其中，T和N垂直。公式(1)中的T1为图4中的T对应的单位向量，N1为图4中的N对应的单位向量，H1为图4中的H对应的单位向量。
接下来，在步骤S340中，利用平滑阶梯函数对所述第一内积进行平滑处理，以得到高光亮度衰减因子。
示例性的，可以使用平滑阶梯函数smoothstep对第一内积进行平滑处理，以得到高光亮度衰减因子。
举例而言，smoothstep可以生成0到1的平滑过渡值，从而可以对第一内积进行平滑处理，以得到高光亮度衰减因子。其中，高光亮度衰减因子可以理解为通过方向控制着色模型中可见高光范围的衰减系数，即通过切线向量T和半角向量H的夹角角度的不同，控制渲染的高光的数值。高光亮度衰减因子的作用就是取和切线T夹角在0至180度之间的H。当T和H之间的夹角不在这个范围内时，必然出现H和对应N的点积小于0，即此时高光为0(因为此时光源照不到当前着色点或相机看不到当前着色点)，此时高光亮度衰减因子的值就应当为0(即没有高光)。也就是说，当半角向量与切线向量的夹角过大时，高光亮度将会被衰减，当半角向量与切线向量的夹角较小时，高光的作用越大，从而生成真实的高光显示效果。具体的，可以通过程序代码“fixed dirAtten＝smoothstep(-1,0,dotTH)”来对第一内积进行平滑处理，以得到高光亮度衰减因子dirAtten。
得到高光亮度衰减因子后，在步骤S350中，根据所述高光亮度衰减因子、所述第二内积和所述预设光源的反光度，确定出所述虚拟头发的初始高光参数。
在示例性的实施方式中，本公开中的光照模型中包括镜面反射光，即预设光源对应的光照模型中包括镜面反射光模型，反光度可以表示镜面反射光模型中的高光区域的大小，反光度越大，镜面反射光中的高光区域的半径越大，反光度越小，镜面反射光中的高光区域的半径越小。即反光度可以用来控制高光的扩散程度，从而生成更加逼真的高光显示效果。
举例而言，在步骤S350中可以通过如下公式(2)计算虚拟头发的初始高光参数：
sepcular＝dirAtten*sinTHexponent (2)
式(2)中，sepcular表示初始高光参数，dirAtten表示高光亮度衰减因子、sinTH表示上述的第二内积，exponent表示预设光源的反光度。
在示例性的实施方式中，虚拟头发的初始高光参数可以包括虚拟头发的初始透明高光参数和/或虚拟头发的初始颜色高光参数。基于此，步骤S220的具体实施方式可以包括：根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始透明高光参数和/或初始颜色高光参数。
其中，确定虚拟头发的初始透明高光参数的具体实施方式可以参考上述的步骤S310至步骤S350，此处不再进行赘述。确定虚拟头发的初始颜色高光参数的具体实施方式也可以参考上述的步骤S310至步骤S350，只不过是在步骤S350中的公式(2)得到的初始虚拟高光参数添加虚拟头发的颜色高光值即可，具体的，将设置的头发颜色高光值与公式(2)进行相乘，以得到虚拟头发的初始颜色高光参数。
在步骤S220中，可以基于虚拟头发的视角方向的方向向量、预设光源的方向向量对应的单位向量、半角向量对应的单位向量、虚拟头发的顶点位置处的切线方向的单位向量、以及虚拟头发的顶点位置处的法线方向的单位向量，计算得到虚拟头发的初始高光参数。但基于该初始高光参数得到的是一个点状高光，因此需要对初始高光参数进行调整，以生成环状高光，从而使得生成的虚拟头发的高光和真实世界中头发的高光的显示效果一致，提高渲染的高光的真实性。
继续参考图2，在步骤S230中，根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光。
其中，所述预设高光调整参数用于沿着所述虚拟头发的顶点位置处的法线偏移所述虚拟头发的顶点位置处的切线。即，预设高光调整参数用于沿着虚拟头发的顶点位置处的法线方向对虚拟头发的顶点位置处的切线进行偏移调整，从而生成环状的高光。
如前所述，初始高光参数可以包括初始透明高光参数和/或初始颜色高光参数。基于此，步骤S230的具体实施方式可以包括：根据所述初始透明高光参数与其对应的第一预设高光调整参数和/或所述初始颜色高光参数与其对应的第二预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光。
虚拟头发的初始透明高光参数是没有颜色的，而虚拟头发的初始颜色高光参数是有颜色的，且基于实际的观察经验可以知道这两层高光不是完全重合的，而是相互错开一点点的。因此，为了基于初始透明高光参数和初始颜色高光参数得到真实的高光显示效果，对于初始透明高光和初始颜色高光分别给予不同程度的偏移量。也就是说，上述的第一预设高光调整参数和第二预设高光调整参数具有不同的取值。
下面，结合图5对步骤S230的具体实施方式进行进一步的说明。图5示出本公开一示例性实施例中的渲染虚拟头发的目标高光的方法的流程示意图。参考图5，该方法可以包括步骤S510至步骤S520。其中：
在步骤S510中，根据预设扰动因子为所述预设高光调整参数添加扰动；
在步骤S520中，根据所述初始高光参数和添加扰动后的所述预设高光调整参数，渲染所述虚拟头发的目标高光。
举例而言，对于两层初始高光，即初始透明高光和初始颜色高光，预设高光调整参数应该设置为不同的值，即两层高光具有不同的偏移量。但是对于同一层高光而言，如果每个虚拟头发模型，即每个虚拟头发块的偏移量相同，即预设高光调整参数为一个固定值，得到的头发高光区域的边缘就会非常规则，这显然和头发高光在真实世界的显示效果是不一致的，真实世界的头发高光应该是一个非规则的自然形成的高光区域。
为了显示更加真实的头发高光效果，可以为预设高光调整参数添加扰动因子，使得不同的虚拟头发块在同一层的初始高光的偏移量不同，从而基于上述的初始透明高光层和初始颜色高光层分别生成非规则的锯齿形的高光显示效果，以使得最终渲染的目标高光和真实世界中的高光显示效果一致，提高渲染的高光的真实性。
在示例性的实施方式中，可以预先生成一张切线扰动贴图，从而基于切线扰动贴图对预设高光调整参数添加扰动，进而基于添加扰动后的预设高光调整参数对初始高光参数进行偏移，以渲染得到目标高光。
在本公开的一种示例性的实施方式中，所述方法还包括：响应于在视角方向调整所述虚拟头发的显示位置的触发操作，根据调整后的显示位置对应的视角方向的向量调整所述虚拟头发的目标高光的显示区域和/或显示亮度。
其中，在视角方向调整虚拟头发的显示位置的触发操作可以包括在视角方向拉近拉远虚拟头发的触发操作，当虚拟头发在视角方向被拉近拉远时，虚拟头发在图形用户界面中的显示位置也发生了相对变化，在视觉上可以感受到虚拟头发的显示位置距离观察者变近或者变远。
与相关技术中对所有的向量均进行归一化处理，以基于光照模型，如上述的卡吉雅光照模型或Blinn-Phong光照模型进行虚拟头发的高光渲的方式不同，本公开在渲染虚拟头发的高光时，没有对虚拟头发的视角方向的向量进行归一化处理，即直接使用视角方向的方向向量的大小和方向进行虚拟头发的高光渲染。因此，当虚拟头发在视角方向的显示位置发生变化时，本公开可以直接根据视角方向的向量的大小或者方向的变化改变虚拟头发的高光参数，从而可以直接基于视线的变化对渲染的虚拟头发的高光进行显示区域和/或显示亮度的调整，以使得渲染的虚拟头发的高光在视角方向变化时会有明显的变化，如图6所示，进而在视觉上增强虚拟头发的高光渲染的真实性。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式的全部或部分步骤被实现为由CPU执行的计算机程序。在该计算机程序被CPU执行时，执行本发明提供的上述方法所限定的上述功能。所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本发明示例性实施方式的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
图7示出本公开示例性实施例中的虚拟头发的处理装置的结构示意图。参考图7，该装置700可以包括视角方向向量确定模块710、初始高光参数确定模块720、以及目标高光渲染模块730。其中：
视角方向向量确定模块710，被配置为根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量，其中，所述视角方向的向量的大小为所述虚拟摄像机到所述虚拟头发的顶点位置的距离；
初始高光参数确定模块720，被配置为获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数；
目标高光渲染模块730，被配置为根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光；
其中，所述预设高光调整参数用于沿着所述虚拟头发的顶点位置处的法线偏移所述虚拟头发的顶点位置处的切线。
在本公开的一种示例性实施方式中，基于前述实施例，所述虚拟头发的处理装置还可以包括高光显示效果调整单元，该高光显示效果单元被具体配置为：
响应于在视角方向调整所述虚拟头发的显示位置的触发操作，根据调整后的显示位置对应的视角方向的向量调整所述虚拟头发的目标高光的显示区域和/或显示亮度。
在本公开的一种示例性实施方式中，基于前述实施例，所述视角方向向量确定模块710还被具体配置为：
将所述虚拟头发的顶点从顶点模型坐标系转换到世界坐标系，以确定所述虚拟头发在世界坐标系中的顶点位置；
根据虚拟摄像机的位置到所述虚拟头发在世界坐标系中的顶点位置的方向，确定出所述虚拟头发的视角方向的向量。
在本公开的一种示例性实施方式中，基于前述实施例，所述初始高光参数确定模块720还被具体配置为，包括：
根据所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数。
在本公开的一种示例性实施方式中，基于前述实施例，所述根据所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数，包括：
将所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量相加，以得到所述虚拟头发的半角方向向量；
确定所述半角方向向量和所述虚拟头发的顶点位置处的切线方向的方向向量的第一内积；
基于所述第一内积，计算所述虚拟头发的顶点位置处的法线方向的方向向量和所述虚拟头发的半角方向向量的第二内积；
利用平滑阶梯函数对所述第一内积进行平滑处理，以得到高光亮度衰减因子；
根据所述高光亮度衰减因子、所述第二内积和所述预设光源的反光度，确定出所述虚拟头发的初始高光参数。
在本公开的一种示例性实施方式中，基于前述实施例，所述初始高光参数确定模块720还可以被配置为：
根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始透明高光参数和/或初始颜色高光参数；
在本公开的一种示例性实施方式中，基于前述实施例，所述初始高光参数确定模块720可以被配置为：根据所述初始透明高光参数与其对应的第一预设高光调整参数和/或所述初始颜色高光参数与其对应的第二预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光。
在本公开的一种示例性实施方式中，基于前述实施例，所述目标高光渲染模块730还被具体配置为：
根据预设扰动因子为所述预设高光调整参数添加扰动；
根据所述初始高光参数和添加扰动后的所述预设高光调整参数，渲染所述虚拟头发的目标高光。
上述虚拟头发的处理装置中各单元的具体细节已经在对应的虚拟头发的处理装置中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
在本公开示例性实施方式中，还提供了一种能够实现上述方法的计算机存储介质。其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施例中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。
参考图8所示，描述了根据本公开的实施方式的用于实现上述方法的程序产品800，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外，在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。
所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
下面参照图9来描述根据本公开的这种实施方式的电子设备900。图9显示的电子设备900仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图9所示，电子设备900以通用计算设备的形式表现。电子设备900的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元910、上述至少一个存储单元920、连接不同系统组件(包括存储单元920和处理单元910)的总线930以及显示单元940。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元910执行，使得所述处理单元910执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元910可以执行如图2中所示的：步骤S210，根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量；步骤S220，获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数；步骤S230，根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光。
存储单元920可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)9201和/或高速缓存存储单元9202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)9203。
存储单元920还可以包括具有一组(至少一个)程序模块9205的程序/实用工具9204，这样的程序模块9205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线930可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备800也可以与一个或多个外部设备1000(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备800交互的设备通信，和/或与使得该电子设备900能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口950进行。并且，电子设备900还可以通过网络适配器960与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器960通过总线930与电子设备900的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备900使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
此外，上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (10)

1.一种虚拟头发的处理方法，其特征在于，包括：
根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量，其中，所述视角方向的向量的大小为所述虚拟摄像机到所述虚拟头发的顶点位置的距离；
获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数；
根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光；
其中，所述预设高光调整参数用于沿着所述虚拟头发的顶点位置处的法线偏移所述虚拟头发的顶点位置处的切线。
2.根据权利要求1所述的虚拟头发的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于在视角方向调整所述虚拟头发的显示位置的触发操作，根据调整后的显示位置对应的视角方向的向量调整所述虚拟头发的目标高光的显示区域和/或显示亮度。
3.根据权利要求1所述的虚拟头发的处理方法，其特征在于，所述根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量，包括：
将所述虚拟头发的顶点从顶点模型坐标系转换到世界坐标系，以确定所述虚拟头发在世界坐标系中的顶点位置；
根据虚拟摄像机的位置到所述虚拟头发在世界坐标系中的顶点位置的方向，确定出所述虚拟头发的视角方向的向量。
4.根据权利要求1所述的虚拟头发的处理方法，其特征在于，所述根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数，包括：
根据所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数。
5.根据权利要求4所述的虚拟头发的处理方法，其特征在于，所述根据所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数，包括：
将所述预设光源的方向向量对应的单位向量和所述视角方向的向量相加，以得到所述虚拟头发的半角方向向量；
确定所述半角方向向量和所述虚拟头发的顶点位置处的切线方向的方向向量的第一内积；
基于所述第一内积，计算所述虚拟头发的顶点位置处的法线方向的方向向量和所述虚拟头发的半角方向向量的第二内积；
利用平滑阶梯函数对所述第一内积进行平滑处理，以得到高光亮度衰减因子；
根据所述高光亮度衰减因子、所述第二内积和所述预设光源的反光度，确定出所述虚拟头发的初始高光参数。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的虚拟头发的处理方法，其特征在于，所述根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数，包括：
根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始透明高光参数和/或初始颜色高光参数；
所述根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光，包括：
根据所述初始透明高光参数与其对应的第一预设高光调整参数和/或所述初始颜色高光参数与其对应的第二预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光。
7.根据权利要求1所述的虚拟头发的处理方法，其特征在于，所述根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光，包括：
根据预设扰动因子为所述预设高光调整参数添加扰动；
根据所述初始高光参数和添加扰动后的所述预设高光调整参数，渲染所述虚拟头发的目标高光。
8.一种虚拟头发的处理装置，其特征在于，包括：
视角方向向量确定模块，被配置为根据虚拟摄像机到虚拟头发的顶点位置的方向，确定出虚拟头发的视角方向的向量，其中，所述视角方向的向量的大小为所述虚拟摄像机到所述虚拟头发的顶点位置的距离；
初始高光参数确定模块，被配置为获取预设光源的方向向量，根据所述预设光源的方向向量和所述视角方向的向量，确定出所述虚拟头发的初始高光参数；
目标高光渲染模块，被配置为根据所述初始高光参数和预设高光调整参数渲染所述虚拟头发的目标高光；
其中，所述预设高光调整参数用于沿着所述虚拟头发的顶点位置处的法线偏移所述虚拟头发的顶点位置处的切线。
9.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的虚拟头发的处理方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至7中任一项所述的虚拟头发的处理方法。
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