[发明专利]一种基于Cook-Torrance算法的网页端3D模型实现方法

权利要求书

1.一种基于Cook-Torrance算法的网页端3D模型实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、搭建3D模型并生成3D模型数据文件；

B、加载3D模型数据文件至网站数据库；

C、根据Cook-Torrance算法，编写顶点着色器程序和片元着色器程序；

D、调用自定义着色器；

E、渲染3D模型，得到注重细节处理的渲染效果。

2.根据权利要求1所述的网页端3D模型实现方法，其特征在于：步骤A中搭建3D模型并生成3D模型数据文件的具体操作为：采用3D模型设计软件搭建所需的3D模型后，使用3Dmax软件导出模型数据文件，包括三维模型数据obj文件和表面材质的mtl文件。

3.根据权利要求2所述的网页端3D模型实现方法，其特征在于：步骤B中加载3D模型文件的具体实现方法为：使用three.js开源库搭建场景，使用THREE.OBJMTLLoader()函数加载三维模型数据obj文件和表面材质的mtl文件。

4.根据权利要求3所述的网页端3D模型实现方法，其特征在于：步骤C中根据Cook-Torrance 3D算法编写顶点着色器程序和片元着色器程序的具体实现方法为：

a、顶点着色器采用通用顶点着色器，片元着色器程序则根据Cook-Torrance 3D算法计算公式编写程序；

b、编写片元着色器需要读取3D模型mtl文件中的材质参数k_s、k_d，场景设置的泛光项和相机位置(视点)；

c、根据相机位置等参数计算法向量N，视角方向向量V和入射光方向向量L；

d、根据算法向量N，视点方向向量V和入射光方向向量L计算Fresnel反射系数F；

e、读取表面粗糙程度系数m，计算Backmann分布函数D；

f、计算三种情况下的集合衰减系数G，入射光无遮蔽1，入射光部分遮蔽时的衰减系数G₁，反射光部分遮蔽时的衰减系数G₂，取三种情况的最小值；

g、计算视角的反射光强度I。

5.根据权利要求4所述的网页端3D模型实现方法，其特征在于：步骤D中调用自定义着色器的具体操作为：使用three.js开源库中的ShaderMaterial()函数调用上述步骤C中根据Cook-Torrance 3D算法编写的顶点着色器和片元着色器。

6.根据权利要求5所述的网页端3D模型实现方法，其特征在于：步骤E中渲染3D模型使用WebGL进行图元装配和光栅化，具体步骤为：

h、使用顶点着色器进行图元装配：图元装配是指由顶点生成一个图元(在WebGL中为三角形)，顶点着色器应用投影矩阵将三维世界坐标转换为屏幕坐标，然后由GPU进行图元装配。

i、使用片元着色器进行光栅化：光栅化由运行在GPU的片元着色器完成，在Cook-Torrance 3D算法中，则是根据模型材质参数，计算泛光项、镜面反射和漫反射，得到最后反射光强。