[发明专利]空间二维图像的光影跟踪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空间二维图像的光影跟踪方法。

背景技术

任何空间都是由不同的面组成的围合或者半围合的区域，空间中每个面所包含的图层有：用于显示面自身颜色的本色图层；用于增强面的空间层次和真实感的灰度图层；用于模拟其他面对自身的影响的光影跟踪图层；用于模拟光照导致的物体自身颜色失真的现象的光照图层，还有，其他物体在该面上的投影所形成的阴影图层，以及如果该面具有反射属性(如材质为大理石，金属，镜面等)则需要表达半透明的反射图层。

在用二维图像表达的一点透视及多点透视的空间中，模仿当光线在空间面上反复弹射后形成的柔和漫反射效果，对于不同的面(如墙面、地面、天花等)采用多图层叠加的方式来模仿其复杂的光影关系，将相关图层之间进行关联，以达到通过修改空间中某一个面的属性，也能对其他相关联的面产生色彩及光影的影响。

三维图像在二维空间中表达，往往由于色彩的变化，很难达到理想的效果，尤其是在室内设计的过程中，往往要将设计的装修效果预先在计算机三维软件中渲染出来，该三维渲染方法不但花费的时间较长，而且互动性较差。现有的二维模拟方法，往往不考虑空间漫反射的影响，与实际效果差距太大，很难模拟出现实的效果。

发明内容

本发明为解决现有技术中，应用二维平面技术模拟三维图像与实际效果差距较大的不足，提供了一种空间二维图像的光影跟踪方法。

一种空间二维图像的光影跟踪方法，用于在二维平面内模拟三维空间，所述三维空间包括五个面，第一平面，分别与第一平面相交的第二平面、第三平面、第四平面，与第一平面平行的第五平面，包括，

(1)、在第一平面上选择一个区域填充该面的实际颜色，作为本色图层；

(2)、在所述第一平面的本色图层上叠加一个灰度图层；

(3)、在所述第一平面的灰度图层上叠加光影跟踪图层；

(4)、在所述第一平面的光影跟踪图层上叠加光照图层；

(5)、第二平面、第三平面、第四平面和第五平面也按照所述第一平面的处理顺序进行叠加；

(6)、对所有平面的对应图层进行关联。

其中当所述的第一平面背光时，所述步骤(2)中的灰度图层为透明度随光线变化而变化的透明图层；当所述的第一平面不背光时，所述步骤(2)中的灰度图层为透明度为20％-40％的渐变透明图层。

其中所述步骤(3)中的其他平面对第一平面的光影跟踪图层为颜色渐变的透明图层，当其他平面与第一平面相交时，透明度随影响点到平面之间交线距离的增大而逐渐减小，所述透明度随着第一平面与被影响面之间夹角角度的增大而减小；当其他平面与第一平面平行时，透明度随着两平面之间距离的增加而减小。

其中所述步骤(5)中，还包括第六平面，分别与第二平面、第四平面和第五平面相交，所述第五平面和第六平面对第一平面的光影跟踪图层在原有光影跟踪图层的基础上从断开处向外呈扇形状逐渐消失。

其中所述步骤(4)中光照图层为有色半透明图层，其颜色由照射到第一平面上光线的色温决定。

其中所述步骤(6)中对所述图层进行关联时，将所有的灰度图层进行关联；将受相同光源的光照图层进行关联；将一个平面的本色图层和盖面在其他面上的光影跟踪图层进行关联。

其中所述方法可用于一点透视或多点透视的空间中。

本发明由于将空间中的每一个平面分成不同的图层，在平面中把各个图层叠加起来，更能显示逼真的实际效果。

附图说明

图1为空间图像的二维表示；

图2为第一平面的灰度图层；

图3为相交面为90度时光影跟踪图层的透明度与影响点到相交线距离的关系函数；

图4为相交面为90度时的光影跟踪图层；

图5为相交面平行时光影跟踪图层的透明度与两平行面之间距离的关系函数；

图6为断开时的光影跟踪图层的表示；

图7为断开时的光影跟踪图层在空间图像上的表示；

图8为立体空间中第一平面在二维平面中的表示。

具体实施方式

下面结合一个具体实施例，对本发明一种空间二维图像的光影跟踪方法做详细的描述，包括：

1、在平面上生成透视空间的线框，如图1所示，包括第一平面1，与第一平面垂直相交的第二平面2、第三平面3和第四平面4，与第一平面平行的第五平面5，与第五平面5、第四平面4和第二平面2相交的第六平面6；

2、先选择空间中的第一平面1的线框范围，在该区域新建一个图层并填充上颜色，该颜色与实际空间中墙面的颜色一致，该图层为本色图层；