CN116137040A - VRay转换PBR的实时渲染方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种VRay转换PBR的实时渲染方法、装置、电子设备及存储介质，其中，该方法包括：获取VRay材质的属性参数；对属性参数进行分化处理，得到分化参数；将分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数；将颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数；将PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果。实施本申请实施例，在提高渲染性能的同时不损害渲染的效果，使得渲染的效果更加真实，更加接近离线渲染。

Description

VRay转换PBR的实时渲染方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本申请涉及材质渲染技术领域，具体而言，涉及一种VRay转换PBR的实时渲染方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在广告、影视、工业设计、建筑设计、三维动画、多媒体制作、游戏、以及工程可视化等领域，大多使用3DsMax来对VRay材质和VRay进行离线渲染器，完成3D数字化模型的设计。

VRay和PBR由于材质体系不同，VRay材质和PBR材质是基于反射的高光(高光是来自周围环境的反射)，现在只有一个光泽度参数，高光强度、高光范围、反射(包括菲涅尔和反射模糊)都用这一个参数来调整，高光越强就会自动变得更集中(反射内容也会自动变得更清晰)，这对渲染的性能要求过高，使得渲染效率低下。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种VRay转换PBR的实时渲染方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，在提高渲染效率的同时不损害渲染的效果，并且使得渲染的效果更加真实，更加接近离线渲染。

第一方面，本申请实施例提供了一种VRay转换PBR的实时渲染方法，所述方法包括：

获取VRay材质的属性参数；

对所述属性参数进行分化处理，得到分化参数；

将所述分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数；

将所述颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数；

将所述PBR(Physically Based Rendering，基于物理的渲染)材质参数进行渲染，得到渲染结果。

在上述实现过程中，通过VRay材质的分化参数与HSV颜色空间的结合，转换为PBR材质参数来实现实时渲染，可以提高渲染的质量和性能，使得渲染效果与离线渲染的结果更加相近、更加真实。

进一步地，所述将所述分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数的步骤，包括：

获取所述分化参数中的颜色信息；

根据所述颜色信息获得颜色空间参数。

在上述实现过程中，HSV颜色空间可以反映出VRay材质的颜色信息，通过与HSV颜色空间的结合，可以更好的保留VRay材质的颜色信息，不会在转换的过程中受到损失丢失颜色信息。

进一步地，所述将所述颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数的步骤，包括：

获取所述颜色空间参数中的明度信息；

根据所述明度信息将所述颜色空间参数进行转换，得到PBR材质参数。

在上述实现过程中，由于明度信息是渲染结果呈现过程中的重要参数，直接影响不同材质渲染之后的结果，因此，结合明度信息可以提高渲染结果的分辨精度，使得渲染效果更加清晰。

进一步地，所述将所述PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果的步骤之前，还包括：对所述PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数。

进一步地，所述对所述PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数的步骤，包括：

根据伽马校正公式：V(out)＝V(in)^r对所述PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数；

其中，V(out)为进行伽马矫正后得到的最终PBR材质参数，V(in)为PBR材质参数，当0<r<1时，r为编码数据，当1<r时，r为解码数据。

在上述实现过程中，将转换后的PBR材质参数进行伽马校正，可以去除转换过程中存在的误差，使得PBR材质参数更加精确，渲染后的结果更加接近离线渲染。

第二方面，本申请实施例还提供了一种VRay转换PBR的实时渲染装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取VRay材质的属性参数；

分化模块，用于对所述属性参数进行分化处理，得到分化参数；

颜色空间处理模块，用于将所述分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数；

转换模块，用于将所述颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数；

渲染模块，用于对将所述PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果。

进一步地，所述颜色空间处理模块还用于获取所述分化参数中的颜色信息；还用于根据所述颜色信息获得颜色空间参数。

进一步地，所述转换模块还用于获取所述颜色空间参数中的明度信息；还用于根据所述明度信息将所述颜色空间参数进行转换，得到PBR材质参数。

第三方面，本申请实施例提供的一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述的方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如第一方面任一项所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供的一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面任一项所述的方法。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的VRay转换PBR的实时渲染方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的VRay转换PBR的实时渲染装置的结构组成示意图；

图3为本申请实施例提供的电子设备的结构组成示意图。

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描述。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

实施例一

图1是本申请实施例提供的VRay转换PBR的实时渲染方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

S1，获取VRay材质的属性参数；

S2，对属性参数进行分化处理，得到分化参数；

S3，将分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数；

S4，将颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数；

S5，将PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果。

以本实施例为例，通过VRay材质的分化参数与HSV颜色空间的结合，转换为PBR材质参数来实现实时渲染，可以提高渲染的质量和性能，使得渲染效果与离线渲染的结果更加相近、更加真实。

在S1中，获取VRay材质的属性参数。

以本实施例为例，VRay材质原有的参数属性主要可以分为：diffuse(漫反射)和reflection(反射)两种。

VRay材质是由VRay渲染器提供的一种特殊的材质，是一种插入到传统材质与灯光系统中的全局光解决方案，VRay材质主要基于全局光(GI)。

在S2中，对属性参数进行分化处理，得到分化参数。

以本实施例为例，将漫反射和反射两种属性参数进行分化，可以分为：diffuse(漫反射)，reflection(镜面反射)，gloss(光泽)，metalness(金属),Refraction(折射)，refraction_ior(折射率)等几种属性参数，即分化参数。不同的分化参数所表达的材质不同，示例性地，metalness用来反映金属表面的材质。

在S3中，将分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数，包括：

获取所述分化参数中的颜色信息；

根据所述颜色信息获得颜色空间参数。

HSV(Hue,Saturation,Value)颜色空间是根据颜色的直观特性创建的一种颜色空间，其中，H表示色调(Hue)，色调用角度度量，表示颜色；S表示饱和度(Saturation)，饱和度表示颜色接近光谱色的程度，饱和度越高，则颜色越饱和；V表示明度(Value)，明度表示颜色明亮的程度。

示例性地，根据VRay的reflection Color(反射的颜色信息)计算出HSV，其中当明度达到一定的值时，判断菲涅尔折射率，可以计算出PBR的Metallic(金属度)。

以本实施例为例，HSV颜色空间可以反映出VRay材质的颜色信息，通过与HSV颜色空间的结合，可以更好的保留VRay材质的颜色信息，不会在转换的过程中受到损失丢失颜色信息。

在S4中，将颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数，包括：

获取颜色空间参数中的明度信息；

根据明度信息将颜色空间参数进行转换，得到PBR材质参数。

PBR是一种拟真渲染技术，是偏写实风格的材质与光照渲染方案，PBR并不包含全局光，需要结合Image Based Lighting(基于图像的照明)与AO(遮蔽阴影)来模拟全局光，PBR采用光度学单位。PBR的重点是解决材质的质感问题。

示例性地，根据VRay的reflection_glossiness(粗糙度)计算PBR的roughness，Roughness(粗糙度)的取值范围为(0-1)。此属性一般都会配合Metallic金属度一起使用。粗糙度越高，反光越差。

示例性地，当明度(V)<0.5f＝0时，金属度取0；

如果有菲涅耳(fresnel)，明度(V)>0.5f；金属度＝明度(V)/0.5f，取值小于1；

如果折射率<5.0，金属度取0；

如果折射率<＝20.0，金属度取0.4+(折射率-5.0)/15.0*0.2；

如果以上情况都不满足，金属度取0.4+(折射率-20.0)/10.0*0.2。

一个平面越是粗糙，这个平面上的微平面的排列就越混乱。当发生镜面光/镜面反射时，入射光线更趋向于向完全不同的方向发散开来，进而产生出分布范围更广泛的镜面反射。

反之，对于一个光滑的平面，光线大体上会更趋向于向同一个方向反射，造成更小更锐利的反射面。

以本实施例为例，由于明度信息是渲染结果呈现过程中的重要参数，直接影响不同材质渲染之后的结果，因此，结合明度信息可以提高渲染结果的分辨精度，使得渲染效果更加清晰。

进一步地，将PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果的步骤之前，还包括：对PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数。

进一步地，对PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数的步骤，包括：

根据伽马校正公式：V(out)＝V(in)^r对PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数；

其中，V(out)为进行伽马矫正后得到的最终PBR材质参数，V(in)为PBR材质参数，当0<r<1时，r为编码数据，当1<r时，r为解码数据。

以本实施例为例，将转换后的PBR材质参数进行伽马校正，可以去除转换过程中存在的误差，使得PBR材质参数更加精确，渲染后的结果更加接近离线渲染。

在S5中，将PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果。

本申请实施例使用VRay材质的属性参数转换成PBR材质参数进行实时渲染。表现出的塑料、木材、磨砂金属、光滑金属、布艺、玻璃、陶瓷和瓷器等材质效果更加真实。

在申请实施例中，通过VRay材质的分化参数与HSV颜色空间的结合，转换为PBR材质参数来实现实时渲染，可以提高渲染的质量和性能，使得渲染效果与离线渲染的结果更加相近、更加真实。

实施例二

为了执行上述实施例一对应的方法，以实现相应的功能和技术效果，下面提供一种VRay转换PBR的实时渲染装置，如图2所示，该装置包括：

获取模块1，用于获取VRay材质的属性参数；

分化模块2，用于对属性参数进行分化处理，得到分化参数；

颜色空间处理模块3，用于将分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数；

转换模块4，用于将颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数；

渲染模块5，用于对将PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果。

进一步地，颜色空间处理模块还用于获取分化参数中的颜色信息；还用于根据颜色信息获得颜色空间参数。

进一步地，转换模块还用于获取颜色空间参数中的明度信息；还用于根据明度信息将颜色空间参数进行转换，得到PBR材质参数。

进一步地，该装置还包括：矫正模块，用于对PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数；

还用于对PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数；

根据伽马校正公式：V(out)＝V(in)^r对所述PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数；

其中，V(out)为进行伽马矫正后得到的最终PBR材质参数，V(in)为PBR材质参数，当0<r<1时，r为编码数据，当1<r时，r为解码数据。

上述的VRay转换PBR的实时渲染装置可实施上述实施例一的方法。上述实施例一中的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。

本申请实施例的其余内容可参照上述实施例一的内容，在本实施例中，不再进行赘述。

实施例三

本申请实施例提供一种电子设备，包括存储器及处理器，该存储器用于存储计算机程序，该处理器运行计算机程序以使电子设备执行实施例一的VRay转换PBR的实时渲染方法。

可选地，上述电子设备可以是服务器。

请参见图3，图3为本申请实施例提供的电子设备的结构组成示意图。该电子设备可以包括处理器31、通信接口32、存储器33和至少一个通信总线34。其中，通信总线34用于实现这些组件直接的连接通信。其中，本申请实施例中设备的通信接口32用于与其他节点设备进行信令或数据的通信。处理器31可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。

上述的处理器31可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(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。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器31也可以是任何常规的处理器等。

存储器33可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)等。存储器33中存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由所述处理器31执行时，设备可以执行上述图1方法实施例涉及的各个步骤。

可选地，电子设备还可以包括存储控制器、输入输出单元。存储器33、存储控制器、处理器31、外设接口、输入输出单元各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通信总线34实现电性连接。处理器31用于执行存储器33中存储的可执行模块，例如设备包括的软件功能模块或计算机程序。

输入输出单元用于提供给用户创建任务以及为该任务创建启动可选时段或预设执行时间以实现用户与服务器的交互。输入输出单元可以是，但不限于，鼠标和键盘等。

可以理解，图3所示的结构仅为示意，电子设备还可包括比图3中所示更多或者更少的组件，或者具有与图3所示不同的配置。图3中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

另外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现实施例一的VRay转换PBR的实时渲染方法。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行方法实施例所述的方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。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，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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。

Claims (10)

1.一种VRay转换PBR的实时渲染方法，其特征在于，所述方法包括：

获取VRay材质的属性参数；

对所述属性参数进行分化处理，得到分化参数；

将所述分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数；

将所述颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数；

将所述PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果。

2.根据权利要求1所述的渲染方法，其特征在于，所述将所述分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数的步骤，包括：

获取所述分化参数中的颜色信息；

根据所述颜色信息获得颜色空间参数。

3.根据权利要求1所述的渲染方法，其特征在于，所述将所述颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数的步骤，包括：

获取所述颜色空间参数中的明度信息；

根据所述明度信息将所述颜色空间参数进行转换，得到PBR材质参数。

4.根据权利要求1所述的渲染方法，其特征在于，所述将所述PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果的步骤之前，还包括：对所述PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数。

5.根据权利要求4所述的渲染方法，其特征在于，所述对所述PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数的步骤，包括：

根据伽马校正公式：V(out)＝V(in)^r对所述PBR材质参数进行伽马矫正，得到最终PBR材质参数；

其中，V(out)为进行伽马矫正后得到的最终PBR材质参数，V(in)为PBR材质参数，当0<r<1时，r为编码数据，当1<r时，r为解码数据。

6.一种VRay转换PBR的实时渲染装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取VRay材质的属性参数；

分化模块，用于对所述属性参数进行分化处理，得到分化参数；

颜色空间处理模块，用于将所述分化参数结合HSV颜色空间进行处理，得到颜色空间参数；

转换模块，用于将所述颜色空间参数转换为PBR材质对应的参数，得到PBR材质参数；

渲染模块，用于对将所述PBR材质参数进行渲染，得到渲染结果。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述颜色空间处理模块还用于获取所述分化参数中的颜色信息；还用于根据所述颜色信息获得颜色空间参数。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述转换模块还用于获取所述颜色空间参数中的明度信息；还用于根据所述明度信息将所述颜色空间参数进行转换，得到PBR材质参数。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1至5中任一项所述的VRay转换PBR的实时渲染方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的VRay转换PBR的实时渲染方法。

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