[发明专利]卡通风格化渲染方法

说明书

本发明提供了一种卡通风格化渲染方法，本发明通过使用3D建模工具软件，对人物脸部的部分法线进行调制，将调制结果输出后可以直接使用通用的卡通渲染技术进行渲染，达到更有立体感的卡通渲染效果。本发明根据卡通风格的绘画技法，定制化的调整模型脸部的法线朝向，实现在正面受光、侧面受光等环境下均能表现出绘画技法中人物脸部的明暗受光情况。

技术领域

本发明涉及一种卡通风格化渲染方法。

背景技术

近年来非真实感渲染成为了计算机图形学领域研究的热点和难点，它利用计算机图形学技术来还原卡通风格，以及手绘风格的画面。非真实感物体渲染的难点在于，现有的大部分渲染算法以及模型制作工艺，都是基于物理世界仿真的结果，无法还原卡通风格绘画自有的夸张的效果和风格，尤其是人物的面部。卡通风格人物的脸部的绘制难点表现为：卡通风格的人物脸部，需要在正面受光的时候显得很平整，而在侧面受光的时候，需要阳面大部分被照亮，小部分处于背光面，阴面大部分处于背光面，小部分被照亮，且形体有一定的绘画技法上的考究，很难在图形渲染算法层面抽象出一套统一的方法来应对各种光照角度下的明暗效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卡通风格化渲染方法。

为解决上述问题，本发明提供一种卡通风格化渲染方法，包括：

根据卡通绘制工艺分析确定脸部3D模型中待调整的部位分别是脸部的正脸区域、鼻子区域、颧骨区域；

在3D建模软件中，将人物3D模型中脸部的正脸区域、鼻子区域、颧骨区域的法线方向分别按不同的方式进行调整；

将法线方向调整后的人物3D模型进行卡通渲染。

进一步的，在上述方法中，在3D建模软件中，将人物3D模型中脸部的正脸区域、鼻子区域、颧骨区域的法线方向分别按不同的方式进行调整，包括：

将正脸区域的法线方向向脸部3D模型的正面方向进行偏移。

进一步的，在上述方法中，将正脸区域的法线的方向向脸部3D模型的正面方向进行偏移，包括：

设正脸区域的当前顶点法线方向向量为N_v，偏移系数为r₁，则正脸区域的法线为：

N₁＝lerp(N_v,Vector3(0,-1,0),r₁)。

进一步的，在上述方法中，将人物3D模型中脸部的正脸区域、鼻子区域、颧骨区域的法线方向分别按不同的方式进行调整，包括：

按鼻子区域中的两侧的三角形区域自身的侧边法线方向，确定鼻子区域的法线方向的偏移方式。

进一步的，在上述方法中，按鼻子区域中的两侧的三角形区域自身的侧边法线方向，确定鼻子区域的法线方向的偏移方式，包括：

鼻子区域中左侧的三角区域的法线N_2l以及右侧的三角区域的法线N_2r，遵循以下公式：

N_2l＝lerp(N_v,Vector3(1,0,0),r_2l)；

N_2r＝lerp(N_v,Vector3(-1,0,0),r_2r)；

其中，偏移系数分别为r_2l、r_2r。

进一步的，在上述方法中，在3D建模软件中，将人物3D模型中脸部的正脸区域、鼻子区域、颧骨区域的法线方向分别按不同的方式进行调整，包括：

将颧骨区域的法线方向按颧骨区域自身反侧方向进行插值调节。