卡通高光顶点的渲染方法及装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116129028A(43)申请公布日2023.05.16(21)申请号202310154383.7(22)申请日2023.02.22(71)申请人世优（北京）科技有限公司地址100020北京市朝阳区日坛北路17号院2号楼4层4017(72)发明人王英陈若含(74)专利代理机构北京天同知创知识产权代理事务所(普通合伙)16046专利代理师宋晓云(51)Int.Cl.G06T15/50(2011.01)G06N3/08(2023.01)权利要求书2页说明书11页附图4页(54)发明名称卡通高光顶点的渲染方法及装置(57)摘要本申请提供了一种卡通高光顶点的渲染方法及装置，该方法包括：获取卡通模型的表面的粗糙度、泛光范围的最小值和最大值、法向量以及半角向量；基于所述粗糙度、所述泛光范围的最小值和最大值、所述法向量以及所述半角向量，计算所述卡通模型的高光顶点；基于所述高光顶点，来渲染所述卡通模型的高光顶点。本申请解决了现有技术中由于PBR对光线的精确模拟过于真实难以完全表现出卡通的简洁、扁平、明亮的特点的问题。CN116129028ACN116129028A权利要求书1/2页1.一种卡通高光顶点的渲染方法，其特征在于，包括：获取卡通模型的表面的粗糙度、泛光范围的最小值和最大值、法向量以及半角向量；基于所述粗糙度、所述泛光范围的最小值和最大值、所述法向量以及所述半角向量，计算所述卡通模型的镜面高光顶；基于所述镜面高光顶，来渲染所述卡通模型的高光顶点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取卡通模型的表面的粗糙度包括：将用于生成所述粗糙度的图案映射为粗糙度函数，其中，在用于生成所述粗糙度的图案为噪声图案的情况下，所述粗糙度函数为阈值函数，在用于生成所述粗糙度的图案为网格图案或斑点图案的情况下，所述粗糙度函数为与所述网格或所述斑点相应的周期函数；利用所述粗糙度函数，来获取所述卡通模型的表面的粗糙度。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取泛光范围的最小值和最大值包括：将待渲染的区域均匀划分成多个方格，计算每个方格中像素的平均亮度；针对每个方格中的像素，将其周围方格中最暗像素的平均值和最亮像素的平均值分别作为所述泛光范围的最小值和最大值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取法向量以及半角向量包括：使用均方误差或平均绝对误差来设置神经网络的损失函数；使用训练数据集对所述神经网络进行训练，并调整所述神经网络的参数，使得所述损失函数的值逐渐降低至预设的阈值，以得到训练后的所述神经网络；将所述卡通模型的表面点的几何信息输入到训练后的所述神经网络中，得到所述法向量和所述半角向量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述粗糙度、所述泛光范围的最小值和最大值、所述法向量以及所述半角向量，计算所述卡通模型的镜面高光顶，包括：基于所述粗糙度、所述泛光范围的最小值和最大值、所述法向量以及所述半角向量，确定所述卡通模型的表面的法线在给定点的分布情况；基于所确定的分布情况，来计算所述卡通模型的镜面高光顶。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述镜面高光顶，来渲染所述卡通模型的高光顶点，包括：确定用于渲染所述卡通模型的漫反射比例、纹理颜色、镜面反射比例、几何体白阴影和高光颜色；基于所述镜面高光顶、所述漫反射比例、所述纹理颜色、所述镜面反射比例、所述几何体白阴影和所述高光颜色，来渲染所述卡通模型的高光顶点。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定用于渲染所述卡通模型的漫反射比例包括：获取漫反射颜色、所述卡通模型的表面法线和光源方向之间的夹角、以及所述光源的强度；基于所述漫反射颜色、所述法线和所述光源方向之间的夹角、以及所述光源的强度，来计算所述漫反射比例。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定用于渲染所述卡通模型的纹理颜色包括：2CN116129028A权利要求书2/2页获取所述卡通模型的表面法线和光源方向之间的夹角；将所述表面法线和所述光源方向之间的夹角与所述卡通模型表面的粗糙度进行比较，以确定所述纹理颜色。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，确定用于渲染所述卡通模型的镜面反射比例包括：基于光源的光线向量计算反射向量和视线向量，其中，所述反射向量表示所述光线向量在所述卡通模型的表面反射后的方向，所述视线向量表示观察者的视线方向；计算所述反射向量和所述视线向量之间的夹角，并利用所述反射向量和所述视线向量之间的夹角以及所述光源的光强，来计算所述镜面反射比例。10.一种卡通高光顶点的渲染装置，其特征在于，包括：获取模块，被配置为获取卡通模型的表面的粗糙度、泛光范围的最小值和最大值、法向量以及半角向量；计算模块，被配置为基于所述粗糙度、所述泛光范围的最