CN113870403B - 用于图像渲染的信息处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本公开实施例公开了一种用于图像渲染的信息处理方法及装置，其中方法包括基于三维模型图中的所有顶点的坐标，确定三维模型图的视点群；响应于接收到对三维模型图进行渲染的请求，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点；如果顶点的法线方向不指向该视点，对法线进行反转。通过建立可覆盖模型所有的点的视点群，以及统一地对模型中大量的法线进行检测和纠正，实现了法线批量检测和纠正，提高了渲染的正确性，避免了渲染出现缺面的问题。

Description

用于图像渲染的信息处理方法及装置
技术领域
本公开涉及数据处理技术领域，具体涉及到一种用于图像渲染的信息处理方法及装置。
背景技术
在人工干预修饰的模型中，因为采用的工具不同，会产生模型法线反转的问题，这种问题在单面渲染中，会导致模型缺面的现象。
相关技术中，针对复杂的模型，无法大范围地、精准地对模型复杂区域的缺面进行纠正。
发明内容
本公开的主要目的在于提供一种用于图像渲染的信息处理方法及装置。
为了实现上述目的，根据本公开的第一方面，提供了一种用于图像渲染的信息处理方法，包括：基于三维模型图中的所有顶点的坐标，确定三维模型图的视点群；响应于接收到对三维模型图进行渲染的请求，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点；如果顶点的法线方向不指向该视点，对法线进行反转。
可选地，方法还包括：在获取到对象的三维模型图后，在三维模型图上确定可覆盖三维模型图所有区域的多个三角面片，其中，所有三角面片中的顶点作为三维模型图的所有顶点。
可选地，确定三维模型图的视点群包括：基于各个三角面片中三个顶点的坐标，计算出各个三角面片所对应的视点位置；其中，至少一个三角面片可对应同一个视点；将不同位置的视点组成的集合作为视点群。
可选地，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点包括：针对视点群中的每一个视点，确定该视点所覆盖的各个三角面片中，每个顶点的法线方向是否均指向该视点。
可选地，如果顶点的法线方向不指向该视点，对法线进行反转包括：如果顶点的法线方向不指向该视点，对该法线所对应的三角面片的顶点顺序进行调整，以使该法线指向该视点。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于图像渲染的信息处理装置，包括：确定单元，被配置成基于三维模型图中的所有顶点的坐标，确定三维模型图的视点群；检测单元，被配置成响应于接收到对三维模型图进行渲染的请求，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点；纠正单元，被配置成如果顶点的法线方向不指向该视点，对法线进行反转。
装置还包括：预处理单元，被配置成在获取到对象的三维模型图后，在三维模型图上确定可覆盖三维模型图所有区域的多个三角面片，其中，所有三角面片中的顶点作为三维模型图的所有顶点。
确定三维模型图的视点群包括：基于各个三角面片中三个顶点的坐标，计算出各个三角面片所对应的视点位置；其中，至少一个三角面片可对应同一个视点；将不同位置的视点组成的集合作为视点群。
根据本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机第一方面任意一项实现方式所述的用于图像渲染的信息处理方法。
根据本公开的第四方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行第一方面任意一项实现方式所述的用于图像渲染的信息处理方法。
在本公开实施例用于图像渲染的信息处理方法及装置中，通过包括基于三维模型图中的所有顶点的坐标，确定三维模型图的视点群；响应于接收到对三维模型图进行渲染的请求，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点；如果顶点的法线方向不指向该视点，对法线进行反转。通过建立可覆盖模型所有的点的视点群，以及统一地对模型中大量的法线进行检测和纠正，实现了法线批量检测和纠正，提高了渲染的正确性，避免了渲染出现缺面的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，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是根据本公开实施例的用于图像渲染的信息处理方法的流程图；
图2是根据本公开实施例的用于图像渲染的信息处理方法的一个应用场景图；
图3是根据本公开实施例的用于图像渲染的信息处理方法的另一个应用场景图；
图4是根据本公开实施例的用于图像渲染的信息处理方法的又一个应用场景图；
图5是根据本公开实施例的用于图像渲染的信息处理装置的结构图。
图6是根据本公开实施例的电子设备的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
根据本公开实施例，提供了一种用于图像渲染的信息处理方法，如图1所示，该方法包括如下的步骤101至步骤103：
步骤101：基于三维模型图中的所有顶点的坐标，确定三维模型图的视点群。
在本实施例中，三维模型图可以是待渲染的三维模型图，其类型不限，例如可以是建筑物类型的模型等等。本实施例在对任一模型进行渲染时，可以通过纠正异常法线的朝向完成渲染。若要纠正异常法线的朝向，那么需要对存在异常的法线进行检测。
对于简单的、不存在凹陷等复杂区域的模型，可以采用单点检测的方式进行异常法线的检测。而针对大型模型、或者存在复杂区域的模型，其面临着较大数据量法线的检测、以及多处凹陷区域渲染可能存在缺面的问题。本实施例可通过建立视点群的方式解决上述问题。
由于单视点的可视范围有限，进而不能对模型上的所有法线进行检测，因此，可基于视点群进行异常法线的检测。在建立视点群时，可以根据所有的顶点坐标建立三维模型图的视点群，该视点群可以覆盖模型的所有顶点，进而在检测时，可以针对视点群进行运算检测。
作为本实施例一种可选的实现方式，所述方法还包括：在获取到对象的三维模型图后，在三维模型图上确定可覆盖三维模型图所有区域的多个三角面片，其中，所有三角面片中的顶点作为三维模型图的所有顶点。
在本可选的实现方式中，可预先在三维模型图上确定可以覆盖所有区域的多个三角面片，而基于三角面片中的顶点可以确定模型对应的所有的法线。
在确定模型的三角面片后，利用三角面片的顶点顺序可以确定法线的朝向，进而可以进一步用于判断法线的朝向是否正确。
作为本实施例一种可选的实现方式，基于各个三角面片中三个顶点的坐标，计算出各个三角面片所对应的视点位置；其中，至少一个三角面片可对应同一个视点；将不同位置的视点组成的集合作为视点群。
在本可选的实现方式中，基于三角面片中的顶点确定视点群的方式，可以使视点群覆盖整个三维模型图中的各个区域。参考图2和图3，示例性地示出了视点A和视点B的可视范围内所覆盖的有效顶点、或三角面片。
在确定视点群时，可基于模型上的所有的三角面片包含的顶点坐标计算出该三角面片对应的视点位置。可首先构建一个场景的整体包围盒，并且保证包围盒Z轴(上方向)不会与模型相交，选择上方向的M个点(例如，4个)加入视点群，对模型进行法线校正，然后对整体模型副本进行8叉树剖分，空间被切割成8个正方体，每个正方体的8个点，基于已经校正的mesh法线，如果点在mesh前方，则将点加入视点群(此过程可包括视点的去重)，针对新加入的视点，再次对模型进行法线校正，如此循环直到没有新的视点被发现且没有新的mesh法线被校正为止。
通过对每一个三角面片的顶点进行计算，可以得到多个视点的位置，可以理解的是，至少一个三角面片可以对应同一个视点(也即一个视点可以覆盖多个三角面片)。
示例性地，三维模型图中通常包括凹面等复杂区域，如果按照相关技术中设定特定的视点进行检测，该区域通常无法被视点覆盖，进而无法顺利渲染。因此对于该区域的视点确定非常重要，在确定该区域的视点时以可以覆盖该区域为目标进行确定。
示例性地，可以预先在三维模型图上确定可以覆盖所有区域的多个三角面片，对于凹面区域三角面片对应的视点在确定时，可以基于凹面区域中各个三角形的顶点坐标，反向演算出该视点的位置。
步骤102：响应于接收到对三维模型图进行渲染的请求，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点。
在本可选的实现方式中，当接收到对三维模型图进行渲染的请求时，可以先检测三维模型图中所有的法线中的异常法线，当法线不指向视点时对该法线朝向进行纠正，而后完成对三维模型图的渲染。
示例性地，针对视点群中的某一个视点A，当视点可视范围内的任意顶点Pi，法线vi的方向应该均指向视点的方向，因此法线均满足以下公式约束vi·(A-Pi)＞0。参考图2，正常状态法线方向均指向“视点A”，如果存在不符合公式约束，没有指向“视点A”的法线，说明检测到“异常法线”异常法线。
当检测到异常法线后，可以统一将异常法线记录下来，以进一步统一对记录的异常法线进行纠正，可以理解的是，各个视点之间可能存在重叠的可视区域，因此便可能存在重复记录的异常法线，在对异常法线进行记录时，可以判断是否存在重复记录异常法线，如果存在，删除重复记录的内容。
作为本实施例一种可选的实现方式，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点包括：针对视点群中的每一个视点，确定该视点所覆盖的各个三角面片中，每个顶点的法线方向是否均指向该视点。
在本可选的实现方式中，当顶点是三角面片中的顶点时，可以确定三角形顶点的法线向量是否指向相应的视点。
步骤103：如果顶点的法线方向不指向该视点，对法线进行反转。
在本实施例中，当检测到视点群中所有的异常法线后，可以统一对异常法线进行法线反转处理，解决法线错误的问题，在处理后可进一步完成三维模型图的渲染，避免渲染缺面的问题。
作为本实施例一种可选的实现方式，如果顶点的法线方向不指向该视点，对该法线所对应的三角面片的顶点顺序进行调整，以使该法线指向该视点。
在本可选的实现方式中，通过纠正三角形的顶点顺序，从而达到了纠正法线朝向的目的。参考图4两个面片的顶点顺序不同，基于向量a1和b1做叉积得到法线n1，基于a2和b2做叉积得到法线n2，n1和n2两个法线的方向正好相反，当纠正法线方向时，可以通过更改顶点的顺序，实现向量方向的改变，进而达到更改法线向量的目的。
本实施例通过建立可覆盖模型所有的点的视点群，以及统一地对模型中大量的法线进行检测和纠正，避免了渲染出现缺面的问题。同时通过生成模型的三角面片，确定复杂区域的视点，使视点能够覆盖该复杂区域，进而实现了能够精准地对复杂区域(例如凹面区域)进行渲染的目的，避免了由于存在复杂区域导致的渲染缺面问题，提高了渲染的效率和渲染效果。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
根据本公开实施例，还提供了一种用于实施上述用于图像渲染的信息处理方法的装置，如图6所示，该装置包括：确定单元601，被配置成基于三维模型图中的所有顶点的坐标，确定三维模型图的视点群；检测单元602，被配置成响应于接收到对三维模型图进行渲染的请求，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点；纠正单元603，被配置成如果顶点的法线方向不指向该视点，对法线进行反转。
作为本实施例一种可选的实现方式，装置还包括：预处理单元，被配置成在获取到对象的三维模型图后，在三维模型图上确定可覆盖三维模型图所有区域的多个三角面片，其中，所有三角面片中的顶点作为三维模型图的所有顶点。
作为本实施例一种可选的实现方式，确定三维模型图的视点群包括：基于各个三角面片中三个顶点的坐标，计算出各个三角面片所对应的视点位置；其中，至少一个三角面片可对应同一个视点；将不同位置的视点组成的集合作为视点群。
本公开实施例提供了一种电子设备，如图6所示，该电子设备包括一个或多个处理器61以及存储器62，图6中以一个处理器61为例。
该控制器还可以包括：输入装置63和输出装置64。
处理器61、存储器62、输入装置63和输出装置64可以通过总线或者其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
处理器61可以为中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)。处理器61还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器62作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本公开实施例中的控制方法对应的程序指令/模块。处理器61通过运行存储在存储器62中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的用于图像渲染的信息处理方法。
存储器62可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据服务器操作的处理装置的使用所创建的数据等。此外，存储器62可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器62可选包括相对于处理器61远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至网络连接装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置63可接收输入的数字或字符信息，以及产生与服务器的处理装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置64可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器62中，当被一个或者多个处理器61执行时，执行如图1所示的方法。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述用于图像渲染的信息处理方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(HardDiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
虽然结合附图描述了本公开的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (5)

1.一种用于图像渲染的信息处理方法，其特征在于，包括：
在获取到对象的三维模型图后，在三维模型图上确定可覆盖三维模型图所有区域的多个三角面片，其中，所有三角面片中的顶点作为三维模型图的所有顶点；
基于三维模型图中的所有顶点的坐标，确定三维模型图的视点群,包括基于各个三角面片中三个顶点的坐标，计算出各个三角面片所对应的视点位置；其中，至少一个三角面片可对应同一个视点；将不同位置的视点组成的集合作为视点群；
响应于接收到对三维模型图进行渲染的请求，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点；
如果顶点的法线方向不指向该视点，对法线进行反转；包括：如果顶点的法线方向不指向该视点，对该法线所对应的三角面片的顶点顺序进行调整，以使该法线指向该视点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点包括：
针对视点群中的每一个视点，确定该视点所覆盖的各个三角面片中，每个顶点的法线方向是否均指向该视点。
3.一种用于图像渲染的信息处理装置，其特征在于，包括：
预处理单元，被配置成在获取到对象的三维模型图后，在三维模型图上确定可覆盖三维模型图所有区域的多个三角面片，其中，所有三角面片中的顶点作为三维模型图的所有顶点；
确定单元，被配置成基于三维模型图中的所有顶点的坐标，确定三维模型图的视点群，包括基于各个三角面片中三个顶点的坐标，计算出各个三角面片所对应的视点位置；其中，至少一个三角面片可对应同一个视点；将不同位置的视点组成的集合作为视点群；
检测单元，被配置成响应于接收到对三维模型图进行渲染的请求，针对视点群中的每一个视点，判断该视点范围内任意顶点的法线方向是否指向该视点；
纠正单元，被配置成如果顶点的法线方向不指向该视点，对法线进行反转；包括：如果顶点的法线方向不指向该视点，对该法线所对应的三角面片的顶点顺序进行调整，以使该法线指向该视点。
4.一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存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-2任意一项所述的用于图像渲染的信息处理方法。
5.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1-2任意一项所述的用于图像渲染的信息处理方法。
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