一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110136239A(43)申请公布日2019.08.16(21)申请号201910283324.3(22)申请日2019.04.10(71)申请人南京五视界网络科技有限公司地址210000江苏省南京市玄武区长江后街6号(72)发明人李源黄首志朱海天牛泽平韩峰刘景明白路(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人吴旭(51)Int.Cl.G06T15/50(2011.01)G06T19/00(2011.01)G06T3/40(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法(57)摘要本发明公开了一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法，包括：录入用户绘制的户型区域，并对户型区域数据进行预处理；基于模块特征，划分户型内功能模块；基于模块特性，计算生成各模块的补光灯对象；基于环境参数，调整补光灯的强度和颜色；提取环境中的反射材质，根据不透明度和反射系数划分不同的种类；基于环境参数和周围物体，生成反射贴图，实时渲染补光灯。本发明通过并行计算区域补光灯信息和反射贴图，大大提升了实时渲染效果体验，并通过这两种途径，有效提高渲染效率，大大提升交互体验。CN110136239ACN110136239A权利要求书1/1页1.一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据用户绘制的户型区域，录入数据结构并完成预处理；2)根据模块特征，划分户型内功能模块；3)基于模块特性，包括窗户大小、位置、进深，计算生成各模块的补光灯信息，包括补光灯的大小、位置、数量；4)基于环境参数，调整补光灯的强度和颜色；5)提取环境中的反射材质，根据不透明度和反射系数划分不同的种类；6)基于环境参数和周围物体，叠加数次渲染，生成相应的全景反射贴图；7)贴上贴图，实时渲染补光灯。2.根据权利要求1所述的一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法，其特征在于，所述预处理过程包括：实现点面信息三角化，并计算面片法向量。3.根据权利要求1所述的一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法，其特征在于，所述各模块补光灯信息的生成过程包括：设窗户高度为h，宽度为w，则补光灯面片高度为k1h，宽度为k2w，补光灯距离窗户长度L＝k3*min(h,w)，照射范围面积为S，且补光灯的光强与照射面积S正相关；其中，k1、k2为倍数系数，设整个场景光照强度为N则k1∝N，k2∝N，且k3为倍数系数，4.根据权利要求1所述的一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法，其特征在于，所述环境参数包括窗户进深、室内光照强度和颜色。5.根据权利要求1所述的一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法，其特征在于，所述全景反射贴图的生成过程包括求得场景的最大内接球面，并生成基于OpenCV的通用的稳健的球面全景图，根据场景视点位置，通过全景图拼接技术，裁剪出视角中的材质平面大小的全景图贴图，将全景图贴在反射材质上。2CN110136239A说明书1/3页一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法技术领域[0001]本发明涉及一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法，属于三维场景实时渲染技术领域。背景技术[0002]在三维场景实时渲染中，增强虚拟现实体验，提高场景真实度，对于吸引用户增强人机交互体验越来越重要。实时渲染中，光线亮度衰减比较多，为了模拟更加真实的环境光，需要我们根据环境生成一些补光灯，同时通过辅助生成反射贴图，提升光影效果。[0003]现有的光照渲染算法主要是基于环境光照、漫射光照与镜面光照等。光照照在物体表面上，通过着色器在像素点上着色，从而模拟具有真实感的材质效果，比如半透明效果、反射效果和玉石效果。在三维空间内物理的表面颜色通常由三基色向量描述，实时渲染一般有三种渲染方法，多光源一次渲染、多光源多次渲染和延迟着色。前两者由于大量计算每一个物体，对隐藏对象渲染浪费资源；而延迟着色，由于每次着色都是基于上一次像素点的属性，因此时间复杂度相对小很多。但是在真实生活中，在有光的房间里，物体表面不会是完全无光的，总有一部分光量子在物体表面。[0004]所以，我们有必要智能的添加一些补光灯模拟这部分损失的环境光，同时针对反射材质，生成反射贴图实时渲染，通过这两种途径，有效的提高了渲染效率，大大的提升了交互体验。发明内容[0005]发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种增强虚拟现实场景光照与反射真实度的方法，能够实现补光灯和反射贴图的自动化生成，通过这两种途径，有效提高渲染效率，大大提升交互体验。[0006]技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：[0007]一种增强虚拟现实场景光