[发明专利]水刻蚀的实现方法及渲染装置

说明书

技术领域

本发明涉及图形渲染技术，尤其涉及水刻蚀的实现方法及渲染装置。

背景技术

光线从弯曲的水波面折射进入水中时，会聚焦在水下物体受光面上的某些区域，形成水刻蚀，如何实时性较好的模拟出水刻蚀的效果，成为图形渲染技术领域中有待于解决的问题之一。

现有技术中采用了一种逆向光线传递方法来模拟水刻蚀的效果，该方案的一个前提是，假定只有垂直射向水底的太阳光才能在水底形成水刻蚀；该方案包括以下流程：

S1、渲染水下场景，以及创建与水面网格垂直对应的水下网格；

S2、获得水下网格每个顶点的亮度值，从而获得水刻蚀纹理；

S3、将所获得的水刻蚀纹理与已渲染的水下场景进行合成，形成水刻蚀的效果；

其中，所述的获得水下网格每个顶点的亮度值可以通过对每个顶点分别执行如下处理来实现：

S21、从水下网格的顶点，模拟生成垂直向上的折射光线，该折射光线与水波面正好相交于该顶点对应的水面网格顶点；

S22、根据折射光线以及该水面网格顶点在水波面的法线，获得对应的入射光线的入射角度；

S23、根据预置的入射角度与亮度值的对应关系，得到与该入射角度对应的亮度值，该亮度值即为所模拟的该水下网格顶点的亮度值；

一般来说，入射光线的入射角度越大，表示光线强度越大，在水中形成的水刻蚀就越明亮，因此，在预置的入射角度与亮度值的对应关系中，入射角度越大，对应的亮度值越大，入射角度越小，对应的亮度值也越小。

在对现有技术的研究和实践过程中，发明人发现：采用上述方案模拟水刻蚀的效果时，由于实现该方案的前提是假定只有垂直射向水底的太阳光才能在水底形成水刻蚀，因此所创建的水下网格的顶点数必须与水面网格的顶点数相同，才能保证从水下网格顶点能够垂直逆向追踪到水面网格顶点；根据该方案，当遇到水面比较复杂，而水下场景比较平整的情况时，如果为了保证水面的表现力而设置较多的水面网格顶点，由于水下网格的顶点相应也较多，因此对水下场景进行渲染时会包括很多冗余顶点的处理，而如果设置较少的水下网格顶点，则会降低水面的表现力；同样，当遇到水面比较简单，而水下场景比较复杂的情况时，如果设置较少的水面网格顶点，会降低水下场景的表现力，而如果设置较多的水下网格顶点，对水面场景进行渲染时会也包括很多冗余顶点的处理，因此，该方案的灵活性较差；另一方面，由于水下垂直向上的折射光线逆向传递到水面之上时，所获得的入射光线的方向是四散的，因此，该方案无法模拟点光源所形成的水刻蚀。

发明内容

本发明的实施例要解决的技术问题是提供水刻蚀的实现方法及渲染装置。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供以下技术方案：

一种水刻蚀的实现方法，包括：

基于预置的视点以及预置的水面之上的光源，对水下场景进行渲染，获得水下场景的原始图像；

计算所述原始图像中水底面各像素点相对于所述光源的深度值，获得水底面的深度纹理；

根据所述深度纹理，分别获得所述光源相对于水面网格上的多个顶点在水下场景中所形成的光点，模拟生成所述光源在水下场景中所形成的水刻蚀纹理；

将所生成的水刻蚀纹理与所述原始图像进行合成，生成具有水刻蚀效果的水下场景图像。

其中，所述根据所述深度纹理，获得所述光源相对于水面网格上的顶点在水下场景中所形成的光点具体包括：

A、获得所述光源对于水面网格顶点的入射光线；

B、根据所述顶点在水波面的法线以及所述入射光线，获得对应的折射光线，并获得该折射光线与视点范围内一个预置平面的交点，以该交点作为点A1；

C、获得点A1的屏幕坐标，以及点A1相对于所述光源的深度值；

D、以所述点A1的屏幕坐标对所述水底面的深度纹理进行采样，获得点A1在水底面上的投影相对于所述光源的深度值；

E、将所述点A1相对于所述光源的深度值和所述点A1在水底面上的投影相对于所述光源的深度值进行比较，若两者的差值不超过预定阈值，则确定点A1为所述光源相对于所述水面网格上的顶点在水下场景中所形成的光点，设置点A1的亮度为预定的亮度值；若两者的差值超过预定阈值，则沿折射光线的方向将点A1改变一个预定的增量，得到折射光线上的点A2，以点A2作为点A1，重复C至E的处理，直到获得所述光源相对于所述水面网格的顶点在水下场景中形成的光点。