[发明专利]增强虚拟场景实时仿真图像显示的方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体而言，涉及一种增强虚拟场景实时仿真图像显示的方法。

背景技术

目前，通常采用两种方法实现产品在虚拟空间的表现。一种方法是通过3D模型更换不同材质的物体，添加实时shader来表现产品。另一种方法是通过展示预先渲染生成的产品照片，来表现不同产品在虚拟空间的视觉效果。

针对3D模型的产品在虚拟空间的展示方法，3D模型的高精度实时渲染工作量大，对时间要求长，通常在几十分钟或者几个小时才能展示出产品在虚拟空间中的视觉效果，不适合产品实时展示。然而，渲染工作下，简单模拟环境的shader渲染方式精度低，虚拟效果差，不适合产品的视觉展示。

针对展示预先渲染的产品照片的方式，通常渲染一张图片需要几十分钟到几小时不等，如果一个场景中要更换产品，就要渲染出产品在该场景中的所有图片，工作量大。由于渲染工作量大，因此现有的实现方式，多以不同的场景对应有限数量的产品，一个虚拟空间中可以更换的产品少。此外，渲染后光影固定不能修改，即是说，场景在渲染后就已固定，不能修改光影效果，显得呆板不灵活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增强虚拟显示的图像渲染方法及装置，以解决上述产品在虚拟空间中实时展示工作量大、耗时长、显示效果较差的问题。

本发明提供的增强虚拟场景实时仿真图像显示的方法，对固定物体预先渲染生成静态图片；对可更换物体通过3D模型进行实时渲染；将实时渲染得到的实时渲染图像与预先渲染生成的静态图片，通过shader计算合成一张仿真图像进行显示；所述固定物体是指无需更换的物体，所述可更换物体是指待展示的物体。

上述方法，具体的，包括以下步骤：

根据现实场景建立虚拟空间模型；

对虚拟空间模型进行渲染，得到渲染后的静态图片，渲染后的静态图片包括虚拟空间模型渲染图、光照阴影图和空间光照反射图；

在渲染得到的静态图片中，去掉可更换物体，使可更换物体所处区域变为透明，得到优化后的渲染图片；

在建立的虚拟空间模型中，去掉固定物体的模型，仅保留可更换物体的模型，得到优化后的虚拟空间模型；

在优化后的虚拟空间模型中更换可更换物体，对更换后的可更换物体进行实时渲染，得到可更换物体的实时渲染图像；

将可更换物体的实时渲染图像和优化后的渲染图片，通过shader计算合成为一张仿真图像显示。

所述在优化后的虚拟空间模型中更换可更换物体，对更换后的可更换物体进行实时渲染的方法是：在虚拟展示工具中添加优化后的虚拟空间模型渲染图、光照阴影图、空间光照反射图及可更换物体的模型，构成虚拟空间；设置虚拟展示工具中虚拟空间的灯光系统，使其与3D制图工具中虚拟空间模型中的灯光系统一致；将虚拟镜头置于所述设定位置，虚拟镜头对可更换物体的模型取景，生成可更换物体模型的实时渲染图。

在实际环境中视角和光源固定的情况下，物体产生的光影的方式固定。光影随物体的材质，颜色等不同而略有不同。虚拟现实的应用中，在视角和光源相对改变的情况比较多。这种情况下不可更换的物体的光影是相对固定的，这部分光影可以提取出来；而可更换的物体则可以通过实时shader表现物体的材质和颜色。可更换的物体通过模型进行实时渲染，可以保障渲染精度高，虚拟显示效果好；而不可更换的物体预先渲染生成静态图片，实时展示时直接使用渲染生成的静态图片，可以大大降低实时渲染的工作量，减少工作时长。本发明方法正是基于上述原理，将可更换的物体通过实时shader计算出的图像和不更换物体部分预先渲染生成的图片通过shader计算产生最终结果的图像，进行显示，这种图片与模型结合使用的展示方式，不仅可以提高再现虚拟空间的效果，同时可以减少对计算硬件的要求和减少换图片展示方法在前期处理工作中所需的巨大工作量。

本发明实现的技术效果：本发明提供的增强虚拟场景实时仿真图像显示的方法，对可更换的物体通过3D模型进行实时渲染，对不可更换的物体预先渲染生成静态图片，通过图片与模型的结合，将实时shader计算出的动态图像与预先渲染生成的静态图片合成在一起进行显示，不仅提高了再现虚拟空间的效果，同时减少了更换图片展示方法在前期处理工作中所需的巨大工作量。仅实时渲染可更换的物体，减少了计算量，降低了计算硬件的要求，降低了计算硬件的成本。

附图说明

图1示出了本发明提供的增强虚拟空间实时仿真图像显示方法的流程；

图2示出了实时展示不同材质地板在虚拟客厅中的虚拟仿真图像的流程。