CN114332203A - 一种虚拟光源的光源信息确定方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种虚拟光源的光源信息确定方法，方法包括：获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；确定虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取备选点在世界坐标系的备选点世界坐标；基于中心点世界坐标和备选点世界坐标，计算以备选点为起点，以虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定射线与虚拟光源的外表面的相交点；计算相交点在世界坐标系的相交点世界坐标；确定虚拟光源的外表面在相交点处，指向虚拟光源外的法向量的方向，作为相交点处的光源方向。基于上述处理，能够确定出不规则形状的虚拟光源的光源信息。
Description
技术领域
本申请涉及虚拟现实技术领域，特别是涉及一种虚拟光源的光源信息确定方法和装置。
背景技术
随着虚拟现实技术的快速发展，可以在虚拟场景中设置虚拟光源。例如，虚拟场景中的汽车尾灯、路灯等虚拟光源。为了实现虚拟场景的真实性，需要先确定虚拟光源的光源信息，光源信息可以包括：虚拟光源外表面的点的位置和该点处的光源方向；然后，再根据该虚拟场景中的虚拟光源的光源信息，对该虚拟场景进行渲染，能够向用户提供更加真实的视觉感受。
目前大多数虚拟光源都是形状规则的几何模型，比如，球形虚拟光源、矩形面虚拟光源等等。相关技术中，针对形状规则的虚拟光源，可以基于虚拟光源的形状本身，确定虚拟光源的光源信息。
然而，参见图1所示的虚拟场景，针对图1中汽车的车灯这类形状不规则的虚拟光源，则无法像球形、矩形虚拟光源这样确定光源信息。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种虚拟光源的光源信息确定方法和装置，能够确定出不规则形状的虚拟光源的光源信息。具体技术方案如下：
第一方面，为了达到上述目的，本申请实施例公开了一种虚拟光源的光源信息确定方法，所述方法包括：
获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；
确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标；
基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点；
计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标；
确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
可选的，所述虚拟光源的外表面由多个三角形面片拼接；
所述基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点，包括：
基于所述中心点世界坐标、所述备选点世界坐标和光线追踪算法，确定以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，与所述虚拟光源的外表面的相交点所属的三角形面片，作为目标三角形面片，以及所述相交点相对于所述目标三角形面片的顶点的位置参数；
所述计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标，包括：
基于所述目标三角形面片的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，以及所述位置参数，计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标。
可选的，所述确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向，包括：
确定所述目标三角形面片的法向量中，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
可选的，在所述确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标之前，所述方法还包括：
获取所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度；
确定以所述虚拟光源的外接长方体的中心点为球心，以所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度为直径的球形包围盒，作为所述虚拟光源的球形包围盒。
可选的，所述获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标，包括：
基于虚拟光源的中心点在预设模型坐标系的坐标，以及所述预设模型坐标系与预设虚拟场景的世界坐标系的转换关系，计算所述虚拟光源的中心点在所述世界坐标系的中心点世界坐标；
所述获取所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度，包括：
获取所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述预设模型坐标系的顶点模型坐标；
基于所述顶点模型坐标和所述转换关系，计算所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标；
基于所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，计算所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度。
可选的，在所述确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向之后，所述方法还包括：
基于所述相交点世界坐标和所述相交点处的光源方向，对所述预设虚拟场景进行渲染。
第二方面，为了达到上述目的，本申请实施例公开了一种虚拟光源的光源信息确定装置，所述装置包括：
中心点世界坐标获取模块，用于获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；
备选点世界坐标获取模块，用于确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标；
相交点确定模块，用于基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点；
相交点世界坐标计算模块，用于计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标；
光源方向确定模块，用于确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
可选的，所述虚拟光源的外表面由多个三角形面片拼接；
所述相交点确定模块，具体用于基于所述中心点世界坐标、所述备选点世界坐标和光线追踪算法，确定以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，与所述虚拟光源的外表面的相交点所属的三角形面片，作为目标三角形面片，以及所述相交点相对于所述目标三角形面片的顶点的位置参数；
所述相交点世界坐标计算模块，具体用于基于所述目标三角形面片的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，以及所述位置参数，计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标。
可选的，所述光源方向确定模块，具体用于确定所述目标三角形面片的法向量中，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
可选的，所述装置还包括：
长度获取模块，用于在所述确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标之前，获取所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度；
球形包围盒确定模块，用于确定以所述虚拟光源的外接长方体的中心点为球心，以所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度为直径的球形包围盒，作为所述虚拟光源的球形包围盒。
可选的，所述中心点世界坐标获取模块，具体用于基于虚拟光源的中心点在预设模型坐标系的坐标，以及所述预设模型坐标系与预设虚拟场景的世界坐标系的转换关系，计算所述虚拟光源的中心点在所述世界坐标系的中心点世界坐标；
所述长度获取模块，包括：
顶点模型坐标获取子模块，用于获取所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述预设模型坐标系的顶点模型坐标；
顶点世界坐标计算子模块，用于基于所述顶点模型坐标和所述转换关系，计算所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标；
长度获取子模块，用于基于所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，计算所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度。
可选的，所述装置还包括：
渲染模块，用于在所述确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向之后，基于所述相交点世界坐标和所述相交点处的光源方向，对所述预设虚拟场景进行渲染。
在本申请实施的另一方面，为了达到上述目的，本申请实施例还公开了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器，所述通信接口，所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现如上述第一方面所述的虚拟光源的光源信息确定方法。
在本申请实施的又一方面，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中存储有指令，当其在计算机上运行时，实现如上述第一方面所述的虚拟光源的光源信息确定方法。
在本申请实施的又一方面，本申请实施例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所述的虚拟光源的光源信息确定方法。
本申请实施例提供了一种虚拟光源的光源信息确定方法，获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；确定虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取备选点在世界坐标系的备选点世界坐标；基于中心点世界坐标和备选点世界坐标，计算以备选点为起点，以虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定射线与虚拟光源的外表面的相交点；计算相交点在世界坐标系的相交点世界坐标；确定虚拟光源的外表面在相交点处，指向虚拟光源外的法向量的方向，作为相交点处的光源方向。
基于上述处理，针对不规则形状的虚拟光源，结合其球形包围盒，能够确定出该虚拟光源外表面的点以及该点处的光源方向，即，能够确定出不规则形状的虚拟光源的光源信息。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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为一种虚拟场景的示意图；
图2A为一种球形虚拟光源的光源方向的示意图；
图2B为一种不规则形状的虚拟光源的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种虚拟光源的光源信息确定方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的另一种虚拟光源的光源信息确定方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的另一种虚拟光源的光源信息确定方法的流程图；
图6为本申请实施例中确定球形包围盒的方法的流程图；
图7为基于图6所示流程确定的虚拟光源的球形包围盒的示例图；
图8为本申请实施例提供的另一种虚拟光源的光源信息确定方法的流程图；
图9为本申请实施例提供的一种虚拟光源的光源信息确定装置的结构图；
图10为本申请实施例提供的一种电子设备的结构图。
具体实施方式
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做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。
相关技术中，针对形状规则的虚拟光源，可以基于虚拟光源的形状本身，确定虚拟光源的光源信息。
例如，参见图2A，图2A为球形虚拟光源的光源方向的示意图。图2A中，R表示球形虚拟光源的半径，P为球形虚拟光源表面的任一点，该点处的法向量
的方向，为该点处的光源方向。
然而，针对一些形状不规则的虚拟光源，例如，图1中的车灯以及图2B中的不规则形状的虚拟光源。图2B中白色发光的为不规则形状的虚拟光源，其三维模型和图2B中的瓶子的三维模型是一样的。由于该虚拟光源的形状不规则，相关技术中，则无法基于该虚拟光源的形状本身确定其光源信息。
基于此，本申请实施例提供了一种虚拟光源的光源信息确定方法，该方法可以应用到3D虚拟仿真、虚拟现实的目标识别以及自动驾驶等领域。例如：在3D虚拟仿真和虚拟现实等领域，针对包含虚拟光源的虚拟场景，可以采用本申请实施例提供的方法，确定该虚拟场景中的一个或多个不规则形状的虚拟光源的光源信息，进而，可以结合光源信息对该虚拟场景进行渲染，实现3D图像重建。
具体的，参见图3，图3为本申请实施例提供的一种虚拟光源的光源信息确定方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：
S301：获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标。
S302：确定虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取备选点在世界坐标系的备选点世界坐标。
S303：基于中心点世界坐标和备选点世界坐标，计算以备选点为起点，以虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定射线与虚拟光源的外表面的相交点。
S304：计算相交点在世界坐标系的相交点世界坐标。
S305：确定虚拟光源的外表面在相交点处，指向虚拟光源外的法向量的方向，作为相交点处的光源方向。
本申请实施例提供的虚拟光源的光源信息确定方法，针对形状不规则的虚拟光源，结合其球形包围盒，能够确定出该虚拟光源外表面的点以及该点处的光源方向，即，能够确定出不规则形状的虚拟光源的光源信息。
针对步骤S301，如果该虚拟光源为规则形状，则可以直接确定该虚拟光源的中心点，例如，该虚拟光源为球形，则该虚拟光源的中心点为球心。如果该虚拟光源为不规则形状，则可以确定该虚拟光源的最小外接长方体的中心点，作为该虚拟光源的中心点。
针对步骤S302，备选点可以为球形包围盒表面的任意一点。进而，确定出的相交点，为虚拟光源的外表面的任一点。
在一个实施例中，虚拟光源的外表面可以由多个三角形面片拼接，相应的，参见图4，步骤S303可以包括以下步骤：
S3031：基于中心点世界坐标、备选点世界坐标和光线追踪算法，确定以备选点为起点，以虚拟光源的中心点为终点的射线，与虚拟光源的外表面的相交点所属的三角形面片，作为目标三角形面片，以及相交点相对于目标三角形面片的顶点的位置参数。
S304可以包括：
S3041：基于目标三角形面片的顶点在世界坐标系的顶点世界坐标，以及位置参数，计算相交点在世界坐标系的相交点世界坐标。
在本申请实施例中，为了对包含虚拟光源的虚拟场景进行渲染，可以预先建立虚拟光源的光源模型，该光源模型可以由多个三角形面片拼接，还可以生成光源模型对应的坐标系(即本申请实施例中的预设模型坐标系)。其中，预设模型坐标系的原点可以为光源模型的中心点。
进而，可以建立预设模型坐标系与预设虚拟场景的世界坐标系的转换关系。
一种实现方式中，可以通过将预设模型坐标系进行平移和旋转，实现预设模型坐标系与世界坐标系重合。例如，可以通过对预设模型坐标系的原点的坐标值进行加减，使得预设模型坐标系的原点与世界坐标系的原点重合。
然后，通过旋转预设模型坐标系，使得预设模型坐标系与世界坐标系重合。例如，空间中一点在预设模型坐标系的坐标值为(A，B，C)，在世界坐标系的坐标为(a，b，c)，则可以得到：
a＝A*Cos(x,x')+B*Cos(y,x')+B*Cos(z,x')
b＝A*Cos(x,y')+B*Cos(y,y')+B*Cos(z,y')
c＝A*Cos(x,z')+B*Cos(y,z')+B*Cos(z,z')
其中，(x,x')表示预设模型坐标系的x轴与世界坐标系的x轴的夹角，(y,x')表示表示预设模型坐标系的y轴与世界坐标系的x轴的夹角，(z,x')表示表示预设模型坐标系的z轴与世界坐标系的x轴的夹角，(x,y')表示表示预设模型坐标系的x轴与世界坐标系的y轴的夹角，(y,y')表示表示预设模型坐标系的y轴与世界坐标系的y轴的夹角，(z,y')表示表示预设模型坐标系的z轴与世界坐标系的y轴的夹角，(x,z')表示表示预设模型坐标系的x轴与世界坐标系的z轴的夹角，(y,z')表示表示预设模型坐标系的y轴与世界坐标系的z轴的夹角，(z,z')表示表示预设模型坐标系的z轴与世界坐标系的z轴的夹角。
基于上述处理，能够实现预设模型坐标系中的坐标值，与世界坐标系中的坐标值的转换。
在本申请实施例中，在确定出中心点世界坐标和备选点世界坐标后，可以基于光线追踪算法，确定以备选点为起点，以虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定该射线与虚拟光源的外表面的相交点所属的三角形面片(即目标三角形面片)，还可以确定出该相交点相对于目标三角形面片的顶点的位置参数。
例如，目标三角形面片的三个顶点分别为D1、D2和D3，则目标三角形面片中的任一点的坐标E可以用E＝(1-u-v)×D1+v×D2+u×D3表示。u和v表示上述位置参数。
因此，可以获取目标三角形面片的三个顶点在世界坐标系的坐标，并基于上述位置参数，计算得到相交点在世界坐标系的世界坐标(即相交点世界坐标)。
一种实现方式中，可以预先获取每一三角形面片的顶点在预设模型坐标系的坐标，进而，结合预设模型坐标系与世界坐标系的转换关系，得到每一三角形面片的顶点在世界坐标系的坐标，后续，当确定出目标三角形面片时，可以直接获取该目标三角形面片的顶点在世界坐标系的坐标。
一种实现方式中，可以基于GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)，通过光线追踪算法确定目标三角形面片和位置参数，能够提高光线追踪的效率。
在一个实施例中，在图3的基础上，参见图5，S305可以包括：
S3051：确定目标三角形面片的法向量中，指向虚拟光源外的法向量的方向，作为相交点处的光源方向。
在本申请实施例中，在确定出目标三角形面片后，可以基于目标三角形面片的三个顶点的世界坐标，计算该目标三角形面片的法向量，进而，可以确定法向量中指向虚拟光源外的法向量的方向，作为相交点处的光源方向。
在一个实施例中，参见图6，该方法还可以包括以下步骤：
S601：获取虚拟光源的外接长方体的对角线在世界坐标系的长度。
S602：确定以虚拟光源的外接长方体的中心点为球心，以虚拟光源的外接长方体的对角线在世界坐标系的长度为直径的球形包围盒，作为虚拟光源的球形包围盒。
在本申请实施例中，可以预先确定虚拟光源的球形包围盒。一种实现方式中，可以确定该虚拟光源的最小外接长方体，进而，可以计算该外接长方体的对角线在世界坐标系的长度。
然后，则可以确定以该外接长方体的中心点为球心，以该外接长方体的对角线在世界坐标系的长度为直径的球形包围盒。
例如，参见图7，图7为基于图6所示流程确定的虚拟光源的球形包围盒的示例图。
图7中，瓶子表示虚拟光源，R表示虚拟光源的最小外接长方体的对角线的长度的二分之一，O表示最小外接长方体的中心点，P表示备选点，Q表示相交点。
在一个实施例中，S301可以包括以下步骤：基于虚拟光源的中心点在预设模型坐标系的坐标，以及预设模型坐标系与预设虚拟场景的世界坐标系的转换关系，计算虚拟光源的中心点在世界坐标系的中心点世界坐标。
相应的，S601可以包括以下步骤：
步骤一，获取虚拟光源的外接长方体的顶点在预设模型坐标系的顶点模型坐标。
步骤二，基于顶点模型坐标和转换关系，计算虚拟光源的外接长方体的顶点在世界坐标系的顶点世界坐标。
步骤三，基于虚拟光源的外接长方体的顶点在世界坐标系的顶点世界坐标，计算虚拟光源的外接长方体的对角线在世界坐标系的长度。
在本申请实施例中，可以获取虚拟光源的中心点在预设模型坐标系的坐标。如果该虚拟光源为规则形状，则可以直接确定该虚拟光源的中心点，例如，该虚拟光源为球形，则该虚拟光源的中心点为球心。如果该虚拟光源为不规则形状，则可以确定该虚拟光源的最小外接长方体的中心点，作为该虚拟光源的中心点。
进而，可以基于预设模型坐标系与世界坐标系的转换关系，计算虚拟光源的中心点的中心点世界坐标。
相应的，也可以获取虚拟光源的外接长方体的顶点在预设模型坐标系的顶点模型坐标，并根据上述转换关系，计算外接长方体的顶点在世界坐标系的顶点世界坐标。
进而，可以计算对角线两端的两个顶点之间的距离，作为外接长方体的对角线的长度。
在一个实施例中，参见图8，在步骤S305之后，该方法还可以包括以下步骤：
S306：基于相交点世界坐标和相交点处的光源方向，对预设虚拟场景进行渲染。
在本申请实施例中，在确定出相交点和该相交点处的光源方向后，则可以基于确定出的信息，对虚拟场景进行渲染。例如，基于相交点和该相交点处的光源方向，可以确定虚拟场景中的阴影部分和高亮部分，进而，能够保证虚拟场景的真实性。
在实际应用中，例如可以基于光线追踪算法同时对多条光线进行追踪，光线的数目可以为需要输出的虚拟场景的图像中像素的个数，进而，可以确定出虚拟光源中的多个相交点和对应的光源方向，相应的，则可以基于相交点和对应的光源方向，对虚拟场景中的阴影进行检测，后续，则可以基于检测出的阴影完成虚拟场景的渲染。
基于相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种虚拟光源的光源信息确定装置，参见图9，图9为本申请实施例提供的一种虚拟光源的光源信息确定装置的结构图，该装置包括：
中心点世界坐标获取模块901，用于获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；
备选点世界坐标获取模块902，用于确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标；
相交点确定模块903，用于基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点；
相交点世界坐标计算模块904，用于计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标；
光源方向确定模块905，用于确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
可选的，所述虚拟光源的外表面由多个三角形面片拼接；
所述相交点确定模块903，具体用于基于所述中心点世界坐标、所述备选点世界坐标和光线追踪算法，确定以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，与所述虚拟光源的外表面的相交点所属的三角形面片，作为目标三角形面片，以及所述相交点相对于所述目标三角形面片的顶点的位置参数；
所述相交点世界坐标计算模块904，具体用于基于所述目标三角形面片的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，以及所述位置参数，计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标。
可选的，所述光源方向确定模块905，具体用于确定所述目标三角形面片的法向量中，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
可选的，所述装置还包括：
长度获取模块，用于在所述确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标之前，获取所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度；
球形包围盒确定模块，用于确定以所述虚拟光源的外接长方体的中心点为球心，以所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度为直径的球形包围盒，作为所述虚拟光源的球形包围盒。
可选的，所述中心点世界坐标获取模块901，具体用于基于虚拟光源的中心点在预设模型坐标系的坐标，以及所述预设模型坐标系与预设虚拟场景的世界坐标系的转换关系，计算所述虚拟光源的中心点在所述世界坐标系的中心点世界坐标；
所述长度获取模块，包括：
顶点模型坐标获取子模块，用于获取所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述预设模型坐标系的顶点模型坐标；
顶点世界坐标计算子模块，用于基于所述顶点模型坐标和所述转换关系，计算所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标；
长度获取子模块，用于基于所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，计算所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度。
可选的，所述装置还包括：
渲染模块，用于在所述确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向之后，基于所述相交点世界坐标和所述相交点处的光源方向，对所述预设虚拟场景进行渲染。
本申请实施例还提供了一种电子设备，如图10所示，包括处理器1001、通信接口1002、存储器1003和通信总线1004，其中，处理器1001，通信接口1002，存储器1003通过通信总线1004完成相互间的通信，
存储器1003，用于存放计算机程序；
处理器1001，用于执行存储器1003上所存放的程序时，实现如下步骤：
获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；
确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标；
基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点；
计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标；
确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
上述电子设备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。
通信接口用于上述电子设备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 Processing，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。
本申请实施例提供的电子设备，针对不规则形状的虚拟光源，结合其球形包围盒，能够确定出该虚拟光源外表面的点以及该点处的光源方向，即，能够确定出不规则形状的虚拟光源的光源信息。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行本申请实施例提供的虚拟光源的光源信息确定方法。
具体的，上述虚拟光源的光源信息确定方法，包括：
获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；
确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标；
基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点；
计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标；
确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
需要说明的是，上述虚拟光源的光源信息确定方法的其他实现方式与前述方法实施例部分相同，这里不再赘述。
通过运行本申请实施例提供的计算机可读存储介质中存储的指令，针对不规则形状的虚拟光源，结合其球形包围盒，能够确定出该虚拟光源外表面的点以及该点处的光源方向，即，能够确定出不规则形状的虚拟光源的光源信息。
本申请实施例还提供了另一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行本申请实施例提供的虚拟光源的光源信息确定方法。
具体的，上述虚拟光源的光源信息确定方法，包括：
获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；
确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标；
基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点；
计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标；
确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
需要说明的是，上述虚拟光源的光源信息确定方法的其他实现方式与前述方法实施例部分相同，这里不再赘述。
通过运行本申请实施例提供的计算机程序产品，针对不规则形状的虚拟光源，结合其球形包围盒，能够确定出该虚拟光源外表面的点以及该点处的光源方向，即，能够确定出不规则形状的虚拟光源的光源信息。
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申请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、计算机程序产品实施例而言，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。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。
Claims (14)
1.一种虚拟光源的光源信息确定方法，其特征在于，所述方法包括：
获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；
确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标；
基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点；
计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标；
确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟光源的外表面由多个三角形面片拼接；
所述基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点，包括：
基于所述中心点世界坐标、所述备选点世界坐标和光线追踪算法，确定以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，与所述虚拟光源的外表面的相交点所属的三角形面片，作为目标三角形面片，以及所述相交点相对于所述目标三角形面片的顶点的位置参数；
所述计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标，包括：
基于所述目标三角形面片的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，以及所述位置参数，计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向，包括：
确定所述目标三角形面片的法向量中，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标之前，所述方法还包括：
获取所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度；
确定以所述虚拟光源的外接长方体的中心点为球心，以所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度为直径的球形包围盒，作为所述虚拟光源的球形包围盒。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标，包括：
基于虚拟光源的中心点在预设模型坐标系的坐标，以及所述预设模型坐标系与预设虚拟场景的世界坐标系的转换关系，计算所述虚拟光源的中心点在所述世界坐标系的中心点世界坐标；
所述获取所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度，包括：
获取所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述预设模型坐标系的顶点模型坐标；
基于所述顶点模型坐标和所述转换关系，计算所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标；
基于所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，计算所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向之后，所述方法还包括：
基于所述相交点世界坐标和所述相交点处的光源方向，对所述预设虚拟场景进行渲染。
7.一种虚拟光源的光源信息确定装置，其特征在于，所述装置包括：
中心点世界坐标获取模块，用于获取虚拟光源的中心点在预设虚拟场景的世界坐标系的中心点世界坐标；
备选点世界坐标获取模块，用于确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标；
相交点确定模块，用于基于所述中心点世界坐标和所述备选点世界坐标，计算以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，并确定所述射线与所述虚拟光源的外表面的相交点；
相交点世界坐标计算模块，用于计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标；
光源方向确定模块，用于确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述虚拟光源的外表面由多个三角形面片拼接；
所述相交点确定模块，具体用于基于所述中心点世界坐标、所述备选点世界坐标和光线追踪算法，确定以所述备选点为起点，以所述虚拟光源的中心点为终点的射线，与所述虚拟光源的外表面的相交点所属的三角形面片，作为目标三角形面片，以及所述相交点相对于所述目标三角形面片的顶点的位置参数；
所述相交点世界坐标计算模块，具体用于基于所述目标三角形面片的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，以及所述位置参数，计算所述相交点在所述世界坐标系的相交点世界坐标。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光源方向确定模块，具体用于确定所述目标三角形面片的法向量中，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
长度获取模块，用于在所述确定所述虚拟光源的球形包围盒表面的备选点，并获取所述备选点在所述世界坐标系的备选点世界坐标之前，获取所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度；
球形包围盒确定模块，用于确定以所述虚拟光源的外接长方体的中心点为球心，以所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度为直径的球形包围盒，作为所述虚拟光源的球形包围盒。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述中心点世界坐标获取模块，具体用于基于虚拟光源的中心点在预设模型坐标系的坐标，以及所述预设模型坐标系与预设虚拟场景的世界坐标系的转换关系，计算所述虚拟光源的中心点在所述世界坐标系的中心点世界坐标；
所述长度获取模块，包括：
顶点模型坐标获取子模块，用于获取所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述预设模型坐标系的顶点模型坐标；
顶点世界坐标计算子模块，用于基于所述顶点模型坐标和所述转换关系，计算所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标；
长度获取子模块，用于基于所述虚拟光源的外接长方体的顶点在所述世界坐标系的顶点世界坐标，计算所述虚拟光源的外接长方体的对角线在所述世界坐标系的长度。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
渲染模块，用于在所述确定所述虚拟光源的外表面在所述相交点处，指向所述虚拟光源外的法向量的方向，作为所述相交点处的光源方向之后，基于所述相交点世界坐标和所述相交点处的光源方向，对所述预设虚拟场景进行渲染。
13.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，所述处理器，所述通信接口，所述存储器通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器，用于存放计算机程序；
所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-6任一所述的方法步骤。
14.一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1-6任一所述的方法步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011075126.7A CN114332203A (zh) | 2020-10-09 | 2020-10-09 | 一种虚拟光源的光源信息确定方法和装置 |
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| CN202011075126.7A CN114332203A (zh) | 2020-10-09 | 2020-10-09 | 一种虚拟光源的光源信息确定方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114332203A true CN114332203A (zh) | 2022-04-12 |
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| CN (1) | CN114332203A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117405027A (zh) * | 2023-12-12 | 2024-01-16 | 深圳金三立视频科技股份有限公司 | 一种基于单目相机的测距方法及终端 |
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2020
- 2020-10-09 CN CN202011075126.7A patent/CN114332203A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117405027A (zh) * | 2023-12-12 | 2024-01-16 | 深圳金三立视频科技股份有限公司 | 一种基于单目相机的测距方法及终端 |
| CN117405027B (zh) * | 2023-12-12 | 2024-03-19 | 深圳金三立视频科技股份有限公司 | 一种基于单目相机的测距方法及终端 |
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