[发明专利]一种屏幕空间镜头水珠实时渲染方法

权利要求书

1.一种屏幕空间镜头水珠实时渲染方法，其特征在于包括以下步骤：

用着色语言渲染到场景纹理Texture_Scene，将Texture_Scene传入屏幕水珠渲染PASS_WaterDropRender；

向Pass_WaterDropRender导入一张随机数噪声纹理Texture_RandomNoise和一张Simplex噪声纹理Texture_SimplexNoise；

通过对随机噪声纹理Texture_RandomNoise的噪音值采样计算，获取水珠可以在屏幕上出现的多个随机位置；

每个随机位置的坐标作为水珠的屏幕中心点（O），生成水珠在屏幕上的随机边界曲线；

简化水珠曲面；

计算光线折射的偏移量，对水珠曲面进行光纤折射，通过与屏幕坐标相对应的背景纹理颜色值渲染出水珠内的颜色值。

2.根据权利要求1所述的一种屏幕空间镜头水珠实时渲染方法，其特征在于：所述生成水珠在屏幕上的随机边界曲线，是利用Simplex噪声纹理的Texture_SimplexNoise来生成，在屏幕空间中设定遍历到一个UiVj像素点（B），屏幕中心点（O）与UiVj像素点（B）的线段为UiVj像素段（OB），则UiVj像素段（OB）经过边界曲线的点为边界曲线点（P），边界曲线点（P）到屏幕中心点（O）的长度（OP）通过以下方法得到：设一基准点（A）,其与屏幕中心点（O）的线段（0A）平行于Y轴，且方向指向Y轴正方向，从线段（0A）开始，将水珠边界曲线等分为N份，通过UiVj像素段（OB）和基准点（A）到屏幕中心点（O）的线段（0A），利用夹角公式

来计算UiVj像素段（OB）属于哪个等分区，采用

计算分区索引Index，其中Δβ表示每个等分区的夹角，即

得到Index的情况下，将Simplex噪声纹理Texture_SimplexNoise中像素位置颜色的红色分量的值Texel_Red取出，将Texel_Red乘以一个缩放因子θ得出边界曲线点（P）到屏幕中心点（O）的长度（OP）；

依次取N为不同份时，算出不同边界曲线点（P）到屏幕中心点（O）的长度（OP）并通 过Simplex噪声纹理将具有不同长度（OP）的边界曲线点（P）连续起来得出水珠的随机边界曲线。

3.根据权利要求1所述的一种屏幕空间镜头水珠实时渲染方法，其特征在于：所述简化水珠曲面是在得到边界曲线的情况下，自定义水珠中心高度点（O_h），随机边界曲线上去边界曲线点（P），延长中心高度点（O_h）到屏幕中心点（O）得到虚拟中心高度线段（O_h,O_Cirlce），延长曲面点（P）得到的拟边界线段（P,O_Circle），所述虚拟中心高度线段（O_h,O_Cirlce）与虚拟边界线段（P,O_Circle）等长时交汇得到虚拟圆心（O_Circle），以虚拟圆心（O_Circle）为圆点作出经过水珠中心高度点（O_h）和边界曲线点（P）形成的弧线即为简化曲面。

4.根据权利要求1所述的一种屏幕空间镜头水珠实时渲染方法，其特征在于：所述计算光线折射的偏移量，对水珠曲面进行光纤折射，通过与屏幕坐标相对应的背景纹理颜色值渲染出水珠内的颜色值，其方法如下：

取位于水珠内的屏幕点（C），与屏幕点（C）相对应的水珠点（H），通过光线从空气射入水珠的入射角（i）和折射角（r），以及空气的折射率（n1）和水的折射率（n2），利用公式

计算出从水珠点（H）折射到屏幕点（C）的光线射入角度，在结合水珠点（H）与背景纹理之间的距离得出背景纹理上的纹理点（G）的颜色值为屏幕点（C）的颜色值。