[发明专利]目标虚拟模型的渲染方法、装置及电子设备

说明书

本申请实施例提供一种目标虚拟模型的渲染方法、装置及电子设备，在获取目标虚拟模型的主体对象，以及所述主体对象对应的二维纹理图后，以采样步长在以虚拟视点为起点射向主体对象表面各个像素的多条射线上进行步进采样，得到处于主体对象所在区域的目标采样点；根据采样步长对二维纹理图进行缩放处理，得到目标采样点对应的缩放二维纹理图；基于缩放二维纹理图对目标采样点进行渲染。这种根据采样步长对同一张二维纹理图进行缩放处理，得到每次步进采样的目标采样点对应的缩放二维纹理图，基于多张缩放二维纹理图对目标虚拟模型的内部采样点进行渲染，在缩短渲染时间降低耗电量的同时大幅度提升了模型的渲染效果，使得渲染后的模型更加逼真。

技术领域

本发明涉及模型渲染技术领域，尤其是涉及一种目标虚拟模型的渲染方法、装置及电子设备。

背景技术

龙卷风在自然界中是一种罕见的自然奇观，是在强烈的不稳定的天气状况下由空气对流运动造成的强烈、小范围的空气涡旋。龙卷风的模型结构包括主体对象的漏斗云和维持其存在的对流系统。在实时渲染时，通常只关心主体对象也即漏斗云，受限于图形处理器的机能渲染逼真的龙卷风效果极具挑战。

现有龙卷风主体对象的渲染过程通常是采用一个漏斗形状的几何体网格模型，并通过着色器对一张可以无缝包裹该模型的二维噪音纹理实时采样渲染而成，在漏斗形几何体网格纹理空间移动噪音纹理，可以产生龙卷风表面气流运动的错觉，但是由于纹理只在模型表面移动使得渲染结果缺乏真实感，降低了渲染效果；另一种渲染方式则利用三维纹理构建龙卷风外形并通过光线步进法对龙卷风的密度和光照积分进而生成龙卷风效果。这种处理方式虽然能够得到逼真的效果，但是由于涉及若干三维纹理多次采样，致使渲染时对带宽要求较高，且增加了对龙卷风主体对象光照渲染的计算时间和耗电量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种目标虚拟模型的渲染方法、装置及电子设备，以提升渲染效果，以及降低模型渲染的渲染的计算时间和耗电量。

第一方面，本发明实施例提供了一种目标虚拟模型的渲染方法，其中，上述方法包括：获取目标虚拟模型的主体对象，以及主体对象对应的二维纹理图；以采样步长在以虚拟视点为起点射向主体对象表面各个像素的多条射线上进行步进采样，得到处于主体对象所在区域的目标采样点；根据采样步长对二维纹理图进行缩放处理，得到目标采样点对应的缩放二维纹理图；基于缩放二维纹理图对目标采样点进行渲染。

上述以采样步长在以虚拟视点为起点射向主体对象表面各个像素的多条射线上进行步进采样，得到处于主体对象所在区域的目标采样点的步骤，包括：获取三维网格体模型，其中，主体对象嵌入于三维网格体模型中；以虚拟视点为起点，向三维网格体模型做射线，得到多条射线；以采样步长在多条射线上进行步进采样，得到采样点集；基于采样点集中的采样点的坐标信息和二维纹理图，对采样点进行纹理置换，得到采样点在水平方向上的水平偏移量；根据坐标信息和水平偏移量计算采样点对应的有向距离场数值；基于各个采样点对应的有向距离场数值，从采样点集中确定处于主体对象所在区域的目标采样点。

上述基于采样点在三维坐标系下的坐标信息和二维纹理图，对采样点进行纹理置换，得到采样点在水平方向上的水平偏移量的步骤，包括：获取二维纹理图对应的二维坐标系；基于采样点在三维坐标系下的坐标信息，生成采样点在二维坐标系下的二维纹理坐标；在二维纹理图中查找与二维纹理坐标匹配的目标纹理坐标对应的像素值；基于像素值和采样点在三维坐标系下水平方向上的单位投影向量确定水平偏移量。

上述通过下式计算水平偏移量：其中，表示水平偏移量，w表示像素值；表示采样点在三维坐标系下水平方向上的单位投影向量。

上述根据坐标信息和水平偏移量计算采样点对应的有向距离场数值的步骤，包括：将坐标信息按照水平偏移量进行偏移，得到偏移坐标；基于偏移坐标确定采样点在主体对象所在区域的高度横截面的半径值；根据主体对象对应的模型高度值、半径值和偏移坐标计算有向距离场数值。