CN117745915B - 一种模型渲染方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种模型渲染方法、装置、设备及存储介质，涉及机器学习技术领域。该方法包括：根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；对微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图；根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。上述技术方案，通过将高度图和法线图进行联合计算，有助于在确保渲染精度的基础上，提高渲染效率。

Description

一种模型渲染方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及计算机技术领域，尤其涉及机器学习技术领域，具体涉及一种模型渲染方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

计算机图形学中的渲染被广泛用于动画、模拟、显示和相机，实时渲染的图形数据源包括了顶点、面片、三角形、顶点缓冲对象等。这些图形数据源都与图形渲染密切相关，用于描述三维物体在图形世界中的形状、位置和属性等信息。在渲染过程中，这些数据源会被读取并处理，然后转换成最终的图像输出到屏幕上。

传统的渲染管线相对较复杂并且耗时很长，需要高多边形模型的雕刻和手动纹理烘焙技术的加持，整个模型雕刻过程包括了高度复杂和创造性的任务和工作，只能由资深艺术家来有效操作和设计，这一定程度上限制了可用人才的储备并降低了生产效率。

发明内容

本申请提供了一种模型渲染方法、装置、设备及存储介质，以提高渲染效率。

根据本申请的一方面，提供了一种模型渲染方法，该方法包括：

根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；

对所述微观纹理高度图和所述目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图；

根据所述面部皱纹法线图、所述目标微观纹理法线图和所述皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；

根据所述目标面部法线图，对所述初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。

根据本申请的另一方面，提供了一种模型渲染装置，该装置包括：

图生成模块，用于根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；

格式转换模块，用于对所述微观纹理高度图和所述目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图；

法线图确定模块，用于根据所述面部皱纹法线图、所述目标微观纹理法线图和所述皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；

模型渲染模块，用于根据所述目标面部法线图，对所述初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。

根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

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本申请实施例所提供的任意一种模型渲染方法。

根据本申请的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请实施例所提供的任意一种模型渲染方法。

本申请通过根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；对微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图；根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。上述技术方案，通过将高度图和法线图进行联合计算，有助于在确保渲染精度的基础上，提高渲染效率。

附图说明

图1是根据本申请实施例一提供的一种模型渲染方法的流程图；

图2是根据本申请实施例二提供的一种模型渲染方法的流程图；

图3是根据本申请实施例三提供的一种模型渲染装置的结构示意图；

图4是实现本申请实施例的模型渲染方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请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，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。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。

此外，还需要说明的是，本申请的技术方案中，所涉及的面部皱纹法线图和模型数据等相关数据的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

实施例一

图1是根据本申请实施例一提供的一种模型渲染方法的流程图，本实施例可适用于对数字人模型的细节特征进行渲染的情况，可以由模型渲染装置来执行，该模型渲染装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该模型渲染装置可配置于计算机设备中，例如服务器中。如图1所示，该方法包括：

S110、根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图。

其中，初始数字人模型是指通过计算机技术和数学建模方法，用数字化方式对真实人物进行建模和呈现的一种技术手段，通常包括三维模型、材质贴图、动画、声音等多个方面的内容。模型数据是指用于描述数字人模型的各种属性和特征的数据集合，可以包括灰度值、法线向量和顶点坐标等中的至少一种。面部皱纹法线图是一种纹理贴图，用于模拟数字人模型面部的细微皱纹和纹理。微观纹理高度图是一种高度贴图，用于模拟皮肤表面的微小凹坑、颗粒、毛发等细节。目标皮肤细节高度图是一种高度贴图，用于模拟特定皮肤类型和特征的细节；它可以包括个人特征、痣、疤痕等，根据具体需求进行设计和调整。

可选的，对初始数字人模型的模型数据进行识别，确定数字人模型的法线数据、面部皱纹的位置和面部皱纹的形状；基于像素处理软件，通过数字人模型的法线数据、面部皱纹的位置和面部皱纹的形状，生成面部皱纹法线图。

其中，法线数据是描述模型表面法线方向的信息，通常以顶点法线或面法线的形式存在；顶点法线是指与数字人模型中每个顶点相关联的法线向量，它表示了该顶点处的表面法线方向；面法线是指与数字人模型中每个面相关联的法线向量，它表示了该面的法线方向。面部皱纹的位置指的是皮肤上皱纹的具体位置，可以根据面部解剖学结构、年龄和个体差异等因素来确定，例如眼角、额头、嘴角等。面部皱纹的形状是指面部皱纹的外在显示形式，可以包括细小的细纹、深沟和皱褶等中的至少一种，形状的具体特征可以根据个体的特征和面部表情来确定，例如贯穿性纹路、横向皱纹、垂直纹路等。

需要说明的是，像素处理软件是根据实际情况或经验值人为设定的，可以是Adobe影像处理软件或GIMP（GNU Image Manipulation Program，GNU图像处理程序）等。

可选的，根据初始数字人模型的模型数据，确定初始数字人模型的待添加细节特征；基于纹理软件，根据初始数字人模型的待添加细节特征，生成微观纹理高度图。

其中，待添加细节特征是指用于增加数字人模型皮肤细节的纹理元素，可以是皮肤上的毛孔、斑点等。

可选的，根据初始数字人模型的模型数据，确定基础皮肤细节高度图；对基础皮肤细节高度图进行噪声纹理叠加，得到噪声纹理高度图；将基础皮肤细节高度图和噪声纹理高度图进行合并，得到目标皮肤细节高度图。

其中，基础皮肤细节高度图是指根据基础皮肤的特征和细节进行绘制或生成的高度贴图，可以包括皮肤纹理、毛孔、微小凹凸等基础皮肤细节。噪声纹理高度图是指通过添加随机噪声纹理来增加皮肤的自然感和细节的高度图。

需要说明的是，噪声纹理叠加是指将随机生成的噪声纹理与基础皮肤细节高度图进行组合，使得数字人模型皮肤表面看起来更加自然、真实。具体来说，可以使用柏林噪声生成算法、基于梯度向量的噪声生成算法等方法生成随机噪声纹理，然后将噪声纹理与基础皮肤细节高度图相叠加，通过调整噪声纹理的强度、颜色、深度等参数，控制皮肤表面的细节和变化，得到噪声纹理高度图。

S120、对微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图。

其中，目标微观纹理法线图是一种用于模拟微观表面细节的法线贴图，通过捕捉物体表面微小结构的凹凸变化，如微小的颗粒、毛发、纹理等，来增加模型的真实感。皮肤细节法线图是一种专门用于模拟人体皮肤细节的法线贴图，主要用于数字人模型或角色模型的皮肤部分，通过添加皮肤纹理、细纹、皱纹、毛孔等细节，使皮肤看起来更加真实。

可选的，若微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图不是灰度图像，则基于像素处理软件，将微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图转换为微观纹理灰度图和皮肤细节灰度图；基于梯度计算公式，将微观纹理灰度图和皮肤细节灰度图转换为目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图。

其中，灰度图像是一种只包含灰度信息的图像，灰度图像中的每个像素仅包含一个灰度值，表示该像素的亮度或强度。微观纹理灰度图是指只包含灰度信息的微观纹理高度图。皮肤细节灰度图是指只包含灰度信息的微观纹理高度图。

S130、根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图。

其中，目标面部法线图是一个包含面部皱纹法线、目标微观纹理法线和皮肤细节法线的复合法线贴图，用于描述人脸表面的几何结构和细节。该法线图能够准确地反映人脸表面的皱纹、皮肤细节、微小凸起等特征。

可选的，将面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图进行叠加混合，得到初始面部法线图；对初始面部法线图进行参数调整，得到目标面部法线图。

其中，初始面部法线图是指面部皱纹法线、目标微观纹理法线和皮肤细节法线叠加混合后得到的原始复合法线贴图。目标面部法线图是指优化后的面部法线图。

需要说明的是，叠加混合是指将面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图这三个法线图在UV空间（UV Texture Space，纹理坐标空间）进行叠加；具体的，叠加混合是通过将目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图缩放至较小尺寸，并在面部皱纹法线图上重复平铺，以完成三个法线图的叠加混合，并使用混合模式来调整图层叠加效果。混合模式可以是Blender（Blender 3D，布兰德）内置的叠加算法之一；该混合模式是指将至少两个材质或纹理进行简单线性混合，可以通过调整混合因子来控制多个材质或纹理之间的比例。

可以理解的是，通过将面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图在UV空间中进行叠加混合，并进行细节上的修改，可以有效确保面部法线图的真实性和准确性。

示例性的，根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图可以基于Blender内置的叠加算法来实现。

需要说明的是，Blender是一款功能强大的开源三维建模和渲染软件，它提供了多种叠加算法用于图像处理。Blender支持多种混合模式，包括正常、叠加、柔光、颜色加深、颜色减淡等；这些混合模式可以通过在材质节点编辑器或合成节点编辑器中设置来实现。在Blender中，可以使用材质节点编辑器将多个纹理进行混合，通过调整不同纹理的权重、叠加模式和透明度等参数，可以实现纹理的叠加效果。Blender具有强大的合成功能，可以将多个图像合成为一个图像。在合成节点编辑器中，可以使用透明度叠加节点、混合节点、屏幕节点等来对图像进行叠加和混合操作，从而实现各种叠加效果。Blender的节点系统非常灵活，可以自定义节点组合来实现各种叠加效果，通过组合不同的节点，可以实现颜色校正、亮度调整、锐化等图像处理操作。

可以理解的是，基于Blender内置的叠加算法，根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图，可以加速渲染过程和简化工作流程。

S140、根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。

其中，目标数字人模型是指通过渲染得到的满足设计需求、应用场景和个人偏好等的数字人模型。渲染是将三维物体转化为二维图像的过程，可以通过光照、材质、纹理等方式来实现表面细节的呈现。

示例性的，基于目标面部法线图，将初始数字人模型的面部细节特征调整至与目标面部法线图一致或接近，得到目标数字人模型。

需要说明的是，面部细节特征的调整可以包括改变面部几何形状、调整皮肤材质属性和匹配光照条件等中的至少一种。

可选的，在根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型之后，还可以确定目标数字人模型中眼睛区域的视觉逼真度；基于视觉逼真度，对眼睛区域进行光学处理和/或纹理添加，以实现对眼睛区域的渲染。

其中，眼睛区域是指目标数字人模型双眼所处的区域。视觉逼真度是指目标数字人模型眼睛的逼真程度，可以包括虹膜和晶状体的状态参数、光线在眼睛中的散射参数与反射参数和眼睛的纹理细节参数等中的至少一种。光学处理是指模拟并在合理的区间加强数字人模型眼睛的复杂光学行为，该光学行为可以包括光线传播、调节功能和色彩感知等中的至少一种。纹理添加是指为眼睛区域添加高分辨率的纹理映射，可以包括添加眼睛表面的血管纹理和添加眼睛的纤维结构等中的至少一种。

需要说明的是，对眼睛区域进行光学处理可以基于Iris Self-IlluminationMasks（Iris Self-Illumination Masks for Realistic Eye Rendering，实现逼真眼睛渲染的虹膜自发光掩模）方法实现；对眼睛区域进行纹理添加可以基于巩膜与晶状体表面噪声纹理添加方法实现。

本申请实施例通过根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；对微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图；根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。上述技术方案，通过将高度图和法线图进行联合计算，有助于在确保渲染精度的基础上，提高渲染效率。

实施例二

图2是根据本申请实施例二提供的一种模型渲染方法的流程图，本实施例在上述各实施例的技术方案的基础上，将“对微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图”细化为“分别对目标皮肤细节高度图和微观纹理高度图进行归一化处理，得到皮肤细节法线图和初始微观纹理法线图；根据初始微观纹理法线图，确定目标微观纹理法线图”。需要说明的是，在本申请实施例中未详述部分，可参见其他实施例的相关表述。如图2所示，该方法包括：

S210、根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图。

S220、分别对目标皮肤细节高度图和微观纹理高度图进行归一化处理，得到皮肤细节法线图和初始微观纹理法线图。

其中，初始微观纹理法线图是一种用于模拟微观表面细节的法线贴图。归一化处理是指对数据进行缩放，使得它们的取值范围映射到一个标准的区间内，例如[0,1]或者[-1,1]；归一化处理通常用于数据预处理和特征工程中，可以提高机器学习算法的性能和稳定性。

可选的，对目标皮肤细节高度图中至少一个像素点的位置坐标进行偏导数计算，得到像素点对应的梯度数据；对梯度数据进行归一化计算，得到像素点对应的归一化法线向量；对至少一个归一化法线向量进行插值处理和参数调整，得到皮肤细节法线图。

其中，像素点是图像中最基本的元素，它是由一个坐标和对应的颜色值构成的；在目标皮肤细节高度图中，每个像素点表示了皮肤细节的一个小区域，其颜色值代表了该区域的高度值。位置坐标是用来描述像素点在图像中位置的参数，通常使用二维坐标系来表示；在目标皮肤细节高度图中，位置坐标可以表示为(x,y)，其中x和y分别表示像素点在水平和垂直方向上的位置。梯度是指像素点在不同方向上的变化率，可以通过计算偏导数来得到；在目标皮肤细节高度图中，梯度数据表示了像素点在水平和垂直方向上的变化率，可用于计算法线向量。归一化法线向量是指将法线向量进行长度归一化处理后得到的向量；在目标皮肤细节高度图中，归一化法线向量表示了像素点对应的法线向量的方向，可用于计算皮肤细节法线图。

可选的，对微观纹理高度图中至少一个像素点的位置坐标进行偏导数计算，得到像素点对应的梯度数据；对梯度数据进行归一化计算，得到像素点对应的归一化法线向量；对至少一个归一化法线向量进行插值处理和参数调整，得到初始微观纹理法线图。

其中，在微观纹理高度图中，每个像素点表示了皮肤细节的一个小区域，其颜色值代表了该区域的高度值。在微观纹理高度图中，位置坐标可以表示为(x,y)，其中x和y分别表示像素点在水平和垂直方向上的位置。在微观纹理高度图中，梯度数据表示了像素点在水平和垂直方向上的变化率，可用于计算法线向量。在微观纹理高度图中，归一化法线向量表示了像素点对应的法线向量的方向，可用于计算初始微观纹理法线图。

进一步的，对梯度数据进行归一化计算以及对至少一个归一化法线向量进行插值处理和参数调整可通过下列公式实现：

其中，x表示像素点在水平方向上的位置。y表示像素点在垂直方向上的位置。表示法线图。/>表示原始高度图。/>表示高度图H在水平方向的梯度。表示高度图H在垂直方向的梯度。/>表示每个像素对应的未归一化的法线向量。/>是指梯度数据的归一化处理。Strength是实现归一化法线向量插值处理的一个参数，用于调整归一化法线向量的强度。表示对归一化法线向量进行缩放和映射到(0,255)的范围。

可以理解的是，通过归一化处理、插值处理和参数调整对高度图进行格式转换，可以简化工作流程，并提高转换效率和准确度。

S230、根据初始微观纹理法线图，确定目标微观纹理法线图。

其中，目标微观纹理法线图是指修正后的用于渲染数字人模型的微观纹理法线贴图。

可选的，确定初始微观纹理法线图中至少一个面部网格的曲率权重；根据曲率权重，对初始微观纹理法线图进行调整，得到目标微观纹理法线图。

其中，曲率权重是用于描述面部网格几何形态的一个参数，可以用来调整微观纹理法线图，使其更符合实际的几何形态。

需要说明的是，曲率权重的值越大，该面部网格的几何形态越复杂，曲率变化越明显，对应的微观纹理法线图中的细节越明显。

S240、根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图。

S250、根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。

可选的，在根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型之后，还可以确定目标数字人模型中至少一个关节顶点对应的初始权重值；在目标数字人模型发生权重信息缺失时，确定目标数字人模型的缺失关节顶点；根据初始顶点权项值，确定缺失关节顶点的缺失权重值；根据目标数字人的关节变化数据，对缺失权重值进行调整，以修正目标数字人模型的动作。

其中，关节顶点是指模型中用来控制关节动作和形变的顶点，每个关节都会有对应的顶点，其权重值决定了该关节对顶点的影响程度。初始权重值是在数字人模型创建阶段赋予每个关节顶点的权重值，可以通过专业软件或工具手动设置，也可以通过自动化算法进行计算。缺失关节顶点是指权重值丢失或未知的关节顶点。缺失权重值是指由于数据缺失而无法确定的关节顶点的权重值。关节变化数据是指描述模型中关节动作和形变的数据，可以包括关节旋转、位移等信息，用于控制数字人模型的动作。

需要说明的是，缺失权重值的调整方法是根据实际情况或经验值人为设定的，可以包括插值方法、形状匹配方法和相似关节权重方法等中的至少一种。

可以理解的是，由于在导入数字人模型时，可能发生关节原始权重信息缺失，导致数字人模型的不完整。通过对数字人模型的关节顶点对应的权重值进行相关计算和调整，可以准确地控制模型的移动。

本申请实施例通过根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；分别对目标皮肤细节高度图和微观纹理高度图进行归一化处理，得到皮肤细节法线图和初始微观纹理法线图；根据初始微观纹理法线图，确定目标微观纹理法线图；根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。上述技术方案，通过归一化处理的方式对高度图进行格式转换，可以提高转换的效率和经度，进一步提高渲染过程的效率和简化工作流程的同时，还保持图像的真实感和降低计算成本。

实施例三

图3是根据本申请实施例三提供的一种模型渲染装置的结构示意图，可适用于对数字人模型的细节特征进行渲染的情况，该模型渲染装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该模型渲染装置可配置于计算机设备中，例如服务器中。如图3所示，该装置包括：

图生成模块310，用于根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；

格式转换模块320，用于对微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图；

法线图确定模块330，用于根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；

模型渲染模块340，用于根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。

本申请实施例通过根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；对微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图；根据面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；根据目标面部法线图，对初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型。上述技术方案，通过将高度图和法线图进行联合计算，有助于在确保渲染精度的基础上，提高渲染效率。

可选的，格式转换模块320包括：

高度图处理单元，用于分别对目标皮肤细节高度图和微观纹理高度图进行归一化处理，得到皮肤细节法线图和初始微观纹理法线图；

法线图确定单元，用于根据初始微观纹理法线图，确定目标微观纹理法线图。

可选的，高度图处理单元，具体用于：

对目标皮肤细节高度图中至少一个像素点的位置坐标进行偏导数计算，得到像素点对应的梯度数据；

对梯度数据进行归一化计算，得到像素点对应的归一化法线向量；

对至少一个归一化法线向量进行插值处理和参数调整，得到皮肤细节法线图。

可选的，法线图确定单元，具体用于：

确定初始微观纹理法线图中至少一个面部网格的曲率权重；

根据曲率权重，对初始微观纹理法线图进行调整，得到目标微观纹理法线图。

可选的，图生成模块310，具体用于：

根据数字人模型的模型数据，确定基础皮肤细节高度图；

对基础皮肤细节高度图进行噪声纹理叠加，得到噪声纹理高度图；

将基础皮肤细节高度图和噪声纹理高度图进行合并，得到目标皮肤细节高度图。

可选的，法线图确定模块330，具体用于：

将面部皱纹法线图、目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图进行叠加混合，得到初始面部法线图；

对初始面部法线图进行参数调整，得到目标面部法线图。

可选的，该装置还包括：

视觉渲染模块，用于确定目标数字人模型中眼睛区域的视觉逼真度；基于视觉逼真度，对眼睛区域进行光学处理和/或纹理添加，以实现对眼睛区域的渲染。

本申请实施例所提供的模型渲染装置可执行本申请任意实施例所提供的模型渲染方法，具备执行各模型渲染方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4是实现本申请实施例的模型渲染方法的电子设备410的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。

如图4所示，电子设备410包括至少一个处理器411，以及与至少一个处理器411通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）412、随机访问存储器（RAM）413等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器411可以根据存储在只读存储器（ROM）412中的计算机程序或者从存储单元418加载到随机访问存储器（RAM）413中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM413中，还可存储电子设备410操作所需的各种程序和数据。处理器411、ROM412以及RAM413通过总线414彼此相连。输入/输出（I/O）接口415也连接至总线414。

电子设备410中的多个部件连接至I/O接口415，包括：输入单元416，例如键盘、鼠标等；输出单元417，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元418，例如磁盘、光盘等；以及通信单元419，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元419允许电子设备410通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器411可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器411的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器411执行上文所描述的各个方法和处理，例如模型渲染方法。

在一些实施例中，模型渲染方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元418。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM412和/或通信单元419而被载入和/或安装到电子设备410上。当计算机程序加载到RAM413并由处理器411执行时，可以执行上文描述的模型渲染方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器411可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为模型渲染方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本申请的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程模型渲染装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本申请的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (7)

1.一种模型渲染方法，其特征在于，包括：

根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；

分别对所述目标皮肤细节高度图和所述微观纹理高度图进行归一化处理，得到皮肤细节法线图和初始微观纹理法线图；

根据所述初始微观纹理法线图，确定目标微观纹理法线图；

基于Blender内置的叠加算法，根据所述面部皱纹法线图、所述目标微观纹理法线图和所述皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；

根据所述目标面部法线图，对所述初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型；

其中，对所述目标皮肤细节高度图，进行归一化处理，得到皮肤细节法线图，包括：

对所述目标皮肤细节高度图中至少一个像素点的位置坐标进行偏导数计算，得到所述目标皮肤细节高度图中像素点对应的梯度数据；

对该梯度数据进行归一化计算，得到所述目标皮肤细节高度图中像素点对应的归一化法线向量；

对至少一个归一化法线向量进行插值处理和参数调整，得到皮肤细节法线图；

其中，对所述微观纹理高度图，进行归一化处理，得到初始微观纹理法线图，包括：

对所述微观纹理高度图中至少一个像素点的位置坐标进行偏导数计算，得到所述微观纹理高度图中像素点对应的梯度数据；

对该梯度数据进行归一化计算，得到所述微观纹理高度图中像素点对应的归一化法线向量；

对至少一个归一化法线向量进行插值处理和参数调整，得到初始微观纹理法线图；

其中，所述根据所述初始微观纹理法线图，确定目标微观纹理法线图，包括：

确定所述初始微观纹理法线图中至少一个面部网格的曲率权重；

根据所述曲率权重，对所述初始微观纹理法线图进行调整，得到目标微观纹理法线图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据初始数字人模型的模型数据，生成目标皮肤细节高度图，包括：

根据初始数字人模型的模型数据，确定基础皮肤细节高度图；

对所述基础皮肤细节高度图进行噪声纹理叠加，得到噪声纹理高度图；

将所述基础皮肤细节高度图和所述噪声纹理高度图进行合并，得到目标皮肤细节高度图。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述面部皱纹法线图、所述微观纹理法线图和所述皮肤细节法线图，确定目标面部法线图，包括：

将所述面部皱纹法线图、所述目标微观纹理法线图和所述皮肤细节法线图进行叠加混合，得到初始面部法线图；

对所述初始面部法线图进行参数调整，得到目标面部法线图。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述目标面部法线图，对所述初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型之后，还包括：

确定目标数字人模型中眼睛区域的视觉逼真度；

基于所述视觉逼真度，对所述眼睛区域进行光学处理和/或纹理添加，以实现对所述眼睛区域的渲染。

5.一种模型渲染装置，其特征在于，包括：

图生成模块，用于根据初始数字人模型的模型数据，生成面部皱纹法线图、微观纹理高度图和目标皮肤细节高度图；

格式转换模块，用于对所述微观纹理高度图和所述目标皮肤细节高度图进行格式转换，得到目标微观纹理法线图和皮肤细节法线图；

法线图确定模块，用于基于Blender内置的叠加算法，根据所述面部皱纹法线图、所述目标微观纹理法线图和所述皮肤细节法线图，确定目标面部法线图；

模型渲染模块，用于根据所述目标面部法线图，对所述初始数字人模型的面部进行渲染，得到目标数字人模型；

其中，所述格式转换模块包括：

高度图处理单元，用于分别对所述目标皮肤细节高度图和所述微观纹理高度图进行归一化处理，得到皮肤细节法线图和初始微观纹理法线图；

法线图确定单元，用于根据所述初始微观纹理法线图，确定目标微观纹理法线图；

其中，所述高度图处理单元，具体用于：

对所述目标皮肤细节高度图中至少一个像素点的位置坐标进行偏导数计算，得到所述目标皮肤细节高度图中像素点对应的梯度数据；

对该梯度数据进行归一化计算，得到所述目标皮肤细节高度图中像素点对应的归一化法线向量；

对至少一个归一化法线向量进行插值处理和参数调整，得到皮肤细节法线图；

所述高度图处理单元，还具体用于：

对所述微观纹理高度图中至少一个像素点的位置坐标进行偏导数计算，得到所述微观纹理高度图中像素点对应的梯度数据；

对该梯度数据进行归一化计算，得到所述微观纹理高度图中像素点对应的归一化法线向量；

对至少一个归一化法线向量进行插值处理和参数调整，得到初始微观纹理法线图；

所述法线图确定单元，具体用于：

确定初始微观纹理法线图中至少一个面部网格的曲率权重；

根据曲率权重，对初始微观纹理法线图进行调整，得到目标微观纹理法线图。

6.一种电子设备，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1-4任一项所述的模型渲染方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的模型渲染方法。