[发明专利]一种基于物理着色的方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于物理着色的方法，包括：利用环境光纹理图片生成具有微表面反射项的环境光纹理序列；根据所述环境光纹理序列，计算环境光纹理项；利用加入模拟的高动态范围光照项对所述环境光纹理项进行对比度调节，得到初始反射颜色；根据所述初始反射颜色，利用菲涅尔效应反射项计算最终反射颜色；将所述最终反射颜色和漫反射颜色相加得到最终光照颜色；该方法能够提高基于物理着色的光照模型的效率，提高了渲染效率，使其可以在手机等移动平台上实现普及；本发明还公开了一种基于物理着色的系统，具有上述有益效果。

技术领域

本发明涉及计算机图形学领域，特别涉及一种基于物理着色的方法及系统。

背景技术

基于物理着色的光照模型能够大幅度提高材质渲染的真实感，同时为美术人员进行材质开发时找到对应的物理参数依据；目前已经广泛应用于次时代游戏引擎中。

随着手机等移动平台的普及、移动平台能够实现游戏，ar应用场景，因此对在移动平台上实现高质量三维渲染效果有了迫切的需求。但是目前基于物理着色的光照模型由于在移动平台中运行效率较低，在手机等移动平台上还没有普及。因此，如何提升基于物理着色的光照模型的效率，使其可以在手机等移动平台上实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于物理着色的方法及系统，提高基于物理着色的光照模型的效率，提高了渲染效率，使其可以在手机等移动平台上实现普及。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于物理着色的方法，包括：

利用环境光纹理图片生成具有微表面反射项的环境光纹理序列；

根据所述环境光纹理序列，计算环境光纹理项；

利用加入模拟的高动态范围光照项对所述环境光纹理项进行对比度调节，得到初始反射颜色；

根据所述初始反射颜色，利用菲涅尔效应反射项计算最终反射颜色；

将所述最终反射颜色和漫反射颜色相加得到最终光照颜色。

可选的，利用环境光纹理图片生成具有微表面反射项的环境光纹理序列，包括：

将环境光纹理图片进行镜像处理，并将两个镜像后的图片分别拼接在环境光纹理图片左右两侧，形成纹理图片；

对所述纹理图片进行预定次数高斯滤波处理，生成对应的高斯处理纹理图片；

对全部高斯处理纹理图片进行金字塔重采样；

选取重采样后的图片中的中心预定区域，生成一组正对不同粗糙度的环境光纹理序列。

可选的，根据所述环境光纹理序列，计算环境光纹理项，包括：

计算相机向量相对于表面法线的反射向量，并计算反射向量对应的环境光纹理坐标；

利用所述环境光纹理序列，根据材质粗糙度选择反射向量对应的环境光纹理；

利用所述环境光纹理坐标和所述环境光纹理进行采样，得到环境光纹理项。

可选的，利用加入模拟的高动态范围光照项对所述环境光纹理项进行对比度调节，得到初始反射颜色，包括：

计算所述环境光纹理项和所述环境光纹理的平均颜色；

利用加入模拟的高动态范围光照项，调节所述平均颜色的对比度得到初始反射颜色。

可选的，根据所述初始反射颜色，利用菲涅尔效应反射项计算最终反射颜色，包括：

利用公式frenel+(1.0-frenel)*pow((1.0-reflectDir)，5.0)计算菲涅尔效应强度值；