CN115330602A - 一种光照环境参考图制作方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种光照环境参考图制作方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种光照环境参考图制作方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：从预设存储位置获取高动态范围成像数据集；其中，高动态范围成像数据集中包括采用预设拍摄设备拍摄的多组全景分镜包围曝光数据和一组参考包围曝光数据，每组全景分镜包围曝光数据和参考包围曝光数据均包括预设数量的图像；将高动态范围成像数据集中的图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式；将每组所述全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将全景分镜图像缝合为一张全景图像；将参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像；将全景图像和参考图像按照预设输出格式输出至目标路径。

Description

一种光照环境参考图制作方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及计算机动画技术领域，尤其涉及一种光照环境参考图制作方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在传统的影视视效制作流程中，通常使用基于线性-sRGB(standard Red GreenBlue)色彩管理流程来进行制作。
在影视后期的视效制作流程中，通常将前期拍摄得到的高动态范围成像(HighDynamic Range Imaging，HDRI)光照贴图从摄影机的广色域转换到诸如sRGB的窄色域中进行制作，因此真实环境中的色彩范围被大大的压缩，HDRI贴图无法正确还原成真实物理世界中的颜色。
发明内容
本发明提供一种光照环境参考图制作方法、装置、设备及存储介质，目的在于帮助影视后期灯光部门在ACES色彩管理流程中创建ACES全景图。
第一方面，本发明实施例提供了一种光照环境参考图制作方法，包括：
从预设存储位置获取高动态范围成像数据集；其中，所述高动态范围成像数据集中包括采用预设拍摄设备拍摄的多组全景分镜包围曝光数据和一组参考包围曝光数据，每组所述全景分镜包围曝光数据和所述参考包围曝光数据均包括预设数量的图像；
将所述高动态范围成像数据集中的所述图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式；
将每组所述全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将所述全景分镜图像缝合为一张全景图像；
将所述参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像；
将所述全景图像和所述参考图像按照预设输出格式输出至目标路径。
第二方面，本发明实施例提供了一种光照环境参考图制作装置，包括：
数据获取模块，用于从预设存储位置获取高动态范围成像数据集；其中，所述高动态范围成像数据集中包括采用预设拍摄设备拍摄的多组全景分镜包围曝光数据和一组参考包围曝光数据，每组所述全景分镜包围曝光数据和所述参考包围曝光数据均包括预设数量的图像；
图像格式转换模块，用于将所述高动态范围成像数据集中的所述图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式；
全景图像缝合模块，用于将每组所述全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将所述全景分镜图像缝合为一张全景图像；
参考图像合并模块，用于将所述参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像；
图像输出模块，用于将所述全景图像和所述参考图像按照预设输出格式输出至目标路径。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储器，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，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例提供的光照环境参考图制作方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任意实施例提供的光照环境参考图制作方法。
本发明实施例提供的一种光照环境参考图制作方法、装置、设备及存储介质，通过在拍摄现场采集的HDRI数据，制作ACES颜色空间下的全景图和参考图，解决了HDRI贴图无法正确还原成真实物理世界中的颜色的问题，实现了能够更好地存储物理世界的颜色数据，并且能够真实并细腻地将颜色还原出来。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种光照环境参考图制作方法的流程图；
图2为本发明实施例二提供的一种光照环境参考图制作装置的结构示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
近几年来，随着越来越多软件对ACES色彩编码系统的支持，加上ACES在整个制作流程中保持了各个环节中色彩的一致性，并标准化、简化了色彩管理，以及由于ACES免费开源的特性，越来越多的影视项目使用了ACES色彩管理流程进行制作。
ACES色彩编码系统使用了AP0的色域，该色域能表示的颜色范围比人眼能够看到的颜色范围还要广，因此将前期拍摄的HDRI贴图的色彩转换到AP0广色域中，能够更好地存储物理世界的颜色数据，并且能够真实并细腻地将颜色还原出来。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种光照环境参考图制作方法的流程图，本实施例可适用于计算机动画影视视效制作的情况，该方法可以由光照环境参考图制作装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件来实现，并一般可以集成在电子设备中，例如计算机设备，该方法具体包括：
步骤110、从预设存储位置获取高动态范围成像数据集。
其中，高动态范围成像数据集中包括采用预设拍摄设备拍摄的多组全景分镜包围曝光数据和一组参考包围曝光数据，每组全景分镜包围曝光数据和参考包围曝光数据均包括预设数量的图像。全景图像一般需要通过多个分镜图像来组合而成，所以，根据预设拍摄设备的摄像头的参数，将全景的360°划分为多个分镜角度，通常可以是将360°等分。每个分镜角度下拍摄对应的预设数量的图像，这些图像之间的曝光间隔一定的档位，例如是间隔两档曝光。还需要选择一个拍摄角度拍摄参考图像，例如是拍摄灰球和铬球的图像。高动态范围成像数据集中的图像都是HDRI数据。
步骤120、将高动态范围成像数据集中的图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式。
其中，预设拍摄设备拍摄的图像是原始数据格式，RAW格式。将RAW格式转换为ACES色彩空间下的位图格式。
步骤130、将每组全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将全景分镜图像缝合为一张全景图像。
其中，将全景分镜包围曝光数据中的图像曝光融合为全景分镜图像，再将全景分镜图像缝合为一张全景图像。
步骤140、将参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像。
其中，参考包围曝光数据中的图像曝光融合为参考图像。
步骤150、将全景图像和参考图像按照预设输出格式输出至目标路径。
其中，可以将全景图像和参考图像输出为参考用的图像和影视制作流程用的图像。
本实施例的技术方案，通过在拍摄现场采集的HDRI数据，制作ACES颜色空间下的全景图和参考图，解决了HDRI贴图无法正确还原成真实物理世界中的颜色的问题，实现了能够更好地存储物理世界的颜色数据，并且能够真实并细腻地将颜色还原出来。
可选的，在从预设存储位置获取高动态范围成像数据集之前，还包括：
在预设存储介质中根据项目名、场景名和场景位置设置文件夹，作为预设存储位置；
在预设存储位置中存储高动态范围成像数据集。
其中，在对HDRI数据进行处理之前，需要对大量的HDRI数据进行素材管理。获取到现场捕获的一组HDRI数据集之后，可以在用于存储数据的磁盘中建立好文件夹，文件夹名称可以填写影视项目名、场景名和该场景中的位置，场景中的不同位置可以用数字01、02、03表示。接着，将所有拍摄得到用于合成全景图的HDRI图像存储于文件夹。
可选的，在从预设存储位置获取高动态范围成像数据集之前，还包括：
根据预设拍摄设备的镜头属性确定全景分镜数量和相邻分镜角度差；
在每个分镜角度下，通过预设拍摄设备按照曝光档间隔拍摄预设数量的图像，得到对应的一组全景分镜包围曝光数据；
通过预设拍摄设备按照曝光档间隔拍摄预设数量的灰球和铬球图像，得到对应的一组参考包围曝光数据。
其中，需要准备好一套HDRI数据，例如，其中包括4个固定的方向(每个方向沿水平方向转90度)且每个方向至少拍摄七张曝光的包围曝光全景数据。除此之外，还需要拍摄作为参考的灰球和铬球的包围曝光数据，此套参考的数据拍摄一个方向即可，同样拍摄七张不同曝光的画面，通常选择正式拍摄过程中更为频繁拍摄的角度。因此准备一套HDRI数据至少需要拍摄42张RAW图像(4个方向，每个方向7张，灰球和铬球各7张)。作为示例，用于拍摄的镜头可以是拍摄的视角范围为180°，为了得到较好的全景图缝合效果，使用4个固定方向进行HDRI图像的捕获。若拍摄镜头的视角范围更小，则需要更多的拍摄角度进行拍摄，以得到更好的缝合效果。
本实施例中采用七组曝光值进行HDRI图像的合成，每组间隔两档曝光分别拍摄，分别为-6档、-4档、-2档、0档、+2档、+4档、+6档曝光，因为拍摄得到的HDRI的亮度范围可达到12档，满足将常规场景的亮度变化保存其中。但是对于一些极端光比的情况，如室外晴天正午场景，12档的亮度范围不能将场景中的所有亮度变化包含其中，因此需要增加拍摄的次数。
可选的，将高动态范围成像数据集中的图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式，包括：
将高动态范围成像数据集中的图像从RAW格式转换为ACES色彩空间下的TIFF格式。
其中，需要将图像从RAW格式的数据转换成TIFF(Tag Image File Format，标签图像文件格式)图像数据。TIFF格式是一种灵活的位图格式，其优点是可以进行无损压缩，并且包含了嵌入式EXIF图像数据的标准，以保存图像的光圈、曝光时长、镜头信息等重要参数。在对图像进行转换之前，需要选择图像输出的色彩空间，选择ACES。
可选的，将每组全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将全景分镜图像缝合为一张全景图像，包括：
将每组全景分镜包围曝光数据中的图像进行曝光融合，得到对应的全景分镜图像；
根据预设拍摄设备的摄影机信息和镜头信息，将全景分镜图像缝合为全景图像。
其中，将图像转换到ACES色彩空间下的TIFF格式之后，将它们导入到PTGui软件中。并根据实际拍摄情况填写好摄影机信息(包括摄影机型号、焦距转换系数、感光元器件对角线长度、感光元器件尺寸)和镜头信息(镜头焦距、镜头型号)，完成图像的导入。由于前期在场景中对多个方向拍摄了不同挡位的预设数量的图像，那么在导入图像之后，需要分别对这些方向的所有图像进行合并，使用曝光融合算法将多档不同曝光的图像合并成一张HDRI图像，即全景分镜图像。获得多个方向的HDRI图像之后，需要把它们缝合成一张全景HDRI图像，即全景图像。
可选的，将参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像，包括：
将参考包围曝光数据中的图像进行曝光融合，得到对应的参考图像。
其中，作为参考的灰球和铬球素材也是类似全景分镜图像合并为对应的全景分镜图像的处理方式。将灰球和铬球素材的多档不同曝光的图像合并成对应的HDRI图像，即参考图像。
可选的，将全景图像和参考图像按照预设输出格式输出至目标路径，包括：
将全景图像和参考图像对应的低动态范围成像的JPG图像，输出至参考文件夹；
将全景图像和参考图像输出至制作流程文件夹。
其中，将缝合好的全景HDRI图像输出到指定路径，一个目标路径是输出低动态范围成像(Low Dynamic Range Imaging，LDRI)的JPG(Joint Photographic Experts Group)图像作为参考，另一个目标路径是输出HDRI图像到制作流程中。选择输出色彩空间为ACES。类似的，作为参考的灰球和铬球素材也是同样处理。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种光照环境参考图制作装置的结构示意图，如图2所示，该光照环境参考图制作装置，包括：数据获取模块210、图像格式转换模块220、全景图像缝合模块230、参考图像合并模块240和图像输出模块250，其中，
数据获取模块210，用于从预设存储位置获取高动态范围成像数据集；其中，高动态范围成像数据集中包括采用预设拍摄设备拍摄的多组全景分镜包围曝光数据和一组参考包围曝光数据，每组全景分镜包围曝光数据和参考包围曝光数据均包括预设数量的图像；
图像格式转换模块220，用于将高动态范围成像数据集中的图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式；
全景图像缝合模块230，用于将每组全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将全景分镜图像缝合为一张全景图像；
参考图像合并模块240，用于将参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像；
图像输出模块250，用于将全景图像和参考图像按照预设输出格式输出至目标路径。
可选的，光照环境参考图制作装置，还包括：
存储位置确定模块，用于在从预设存储位置获取高动态范围成像数据集之前，在预设存储介质中根据项目名、场景名和场景位置设置文件夹，作为预设存储位置；
数据存储模块，用于在预设存储位置中存储高动态范围成像数据集。
可选的，光照环境参考图制作装置，还包括：
分镜确定模块，用于在从预设存储位置获取高动态范围成像数据集之前，根据预设拍摄设备的镜头属性确定全景分镜数量和相邻分镜角度差；
分镜拍摄模块，用于在每个分镜角度下，通过预设拍摄设备按照曝光档间隔拍摄预设数量的图像，得到对应的一组全景分镜包围曝光数据；
参考拍摄模块，用于通过预设拍摄设备按照曝光档间隔拍摄预设数量的灰球和铬球图像，得到对应的一组参考包围曝光数据。
可选的，图像格式转换模块220，具体用于：
将高动态范围成像数据集中的图像从RAW格式转换为ACES色彩空间下的TIFF格式。
可选的，全景图像缝合模块230，具体用于：
将每组全景分镜包围曝光数据中的图像进行曝光融合，得到对应的全景分镜图像；
根据预设拍摄设备的摄影机信息和镜头信息，将全景分镜图像缝合为全景图像。
可选的，参考图像合并模块240，具体用于：
将参考包围曝光数据中的图像进行曝光融合，得到对应的参考图像。
可选的，图像输出模块250，具体用于：
将全景图像和参考图像对应的低动态范围成像的JPG图像，输出至参考文件夹；
将全景图像和参考图像输出至制作流程文件夹。
本发明实施例所提供的光照环境参考图制作装置可执行本发明任意实施例所提供的光照环境参考图制作方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图，如图3所示，该电子设备包括处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340；电子设备中处理器310的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器310为例；电子设备中的处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
存储器320作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的光照环境参考图制作方法对应的程序指令/模块(例如，光照环境参考图制作装置中的数据获取模块210、图像格式转换模块220、全景图像缝合模块230、参考图像合并模块240和图像输出模块250)。处理器310通过运行存储在存储器320中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的光照环境参考图制作方法。
存储器320可主要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、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器320可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器320可进一步包括相对于处理器310远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。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330可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
实施例四
本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种光照环境参考图制作方法，包括：
从预设存储位置获取高动态范围成像数据集；其中，所述高动态范围成像数据集中包括采用预设拍摄设备拍摄的多组全景分镜包围曝光数据和一组参考包围曝光数据，每组所述全景分镜包围曝光数据和所述参考包围曝光数据均包括预设数量的图像；
将所述高动态范围成像数据集中的所述图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式；
将每组所述全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将所述全景分镜图像缝合为一张全景图像；
将所述参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像；
将所述全景图像和所述参考图像按照预设输出格式输出至目标路径。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的光照环境参考图制作方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述光照环境参考图制作装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种光照环境参考图制作方法，其特征在于，包括：
从预设存储位置获取高动态范围成像数据集；其中，所述高动态范围成像数据集中包括采用预设拍摄设备拍摄的多组全景分镜包围曝光数据和一组参考包围曝光数据，每组所述全景分镜包围曝光数据和所述参考包围曝光数据均包括预设数量的图像；
将所述高动态范围成像数据集中的所述图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式；
将每组所述全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将所述全景分镜图像缝合为一张全景图像；
将所述参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像；
将所述全景图像和所述参考图像按照预设输出格式输出至目标路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述从预设存储位置获取高动态范围成像数据集之前，还包括：
在预设存储介质中根据项目名、场景名和场景位置设置文件夹，作为所述预设存储位置；
在所述预设存储位置中存储所述高动态范围成像数据集。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述从预设存储位置获取高动态范围成像数据集之前，还包括：
根据所述预设拍摄设备的镜头属性确定全景分镜数量和相邻分镜角度差；
在每个分镜角度下，通过所述预设拍摄设备按照曝光档间隔拍摄所述预设数量的图像，得到对应的一组所述全景分镜包围曝光数据；
通过所述预设拍摄设备按照曝光档间隔拍摄所述预设数量的灰球和铬球图像，得到对应的一组所述参考包围曝光数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述高动态范围成像数据集中的所述图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式，包括：
将所述高动态范围成像数据集中的所述图像从RAW格式转换为ACES色彩空间下的TIFF格式。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将每组所述全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将所述全景分镜图像缝合为一张全景图像，包括：
将每组所述全景分镜包围曝光数据中的图像进行曝光融合，得到对应的所述全景分镜图像；
根据所述预设拍摄设备的摄影机信息和镜头信息，将所述全景分镜图像缝合为所述全景图像。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像，包括：
将所述参考包围曝光数据中的图像进行曝光融合，得到对应的所述参考图像。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述全景图像和所述参考图像按照预设输出格式输出至目标路径，包括：
将所述全景图像和所述参考图像对应的低动态范围成像的JPG图像，输出至参考文件夹；
将所述全景图像和所述参考图像输出至制作流程文件夹。
8.一种光照环境参考图制作装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于从预设存储位置获取高动态范围成像数据集；其中，所述高动态范围成像数据集中包括采用预设拍摄设备拍摄的多组全景分镜包围曝光数据和一组参考包围曝光数据，每组所述全景分镜包围曝光数据和所述参考包围曝光数据均包括预设数量的图像；
图像格式转换模块，用于将所述高动态范围成像数据集中的所述图像从原始数据格式转换为ACES色彩空间下的位图格式；
全景图像缝合模块，用于将每组所述全景分镜包围曝光数据中的图像合并为对应的全景分镜图像，并根据预设图像拍摄信息将所述全景分镜图像缝合为一张全景图像；
参考图像合并模块，用于将所述参考包围曝光数据中的图像合并为对应的参考图像；
图像输出模块，用于将所述全景图像和所述参考图像按照预设输出格式输出至目标路径。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，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，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的光照环境参考图制作方法。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一所述的光照环境参考图制作方法。
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