[发明专利]一种基于屏幕空间的次表面散射模拟人物真实皮肤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图形学技术领域，具体地，涉及一种基于屏幕空间的次表面散射模拟人物真实皮肤的方法。

背景技术

随着计算机图形学的发展，人们对虚拟三维世界的认知感的增强，越来越高的画面质量的渲染技术被应用于游戏中，对于真实的人物皮肤的渲染技术一直是研究者的要解决的难题，本发明利用DX9应用程序实现的一种次表面散射的方法，来解决上述问题取得了很好的渲染效果。

次表面散射(Sub Surface Scattering)简称SSS是光射入到非金属材质后在内部发生散射，最后射出物体并进入视野中产生了现象，这种散射使照明的整体效果变的柔和；当光线传入物体越深，光线衰减和散射得越严重，主要用于不完全透明材质内部表现的一种真实光影特效。目前为了得到这种渲染效果一般是利用Blinn-Phong 、BRDF 来处理模型的明暗渲染效果，这样渲染出的效果绘制精度差，画面效果不真实。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在渲染难度大、绘制精度差和画面效果不真实等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于屏幕空间的次表面散射模拟人物真实皮肤的方法，以实现渲染难度小、绘制精度好和画面效果真实的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于屏幕空间的次表面散射模拟人物真实皮肤的方法，主要包括：

a、对要渲染人物皮肤的对象和场景中其他对象做过滤的筛选；

b、首次渲染人物皮肤，得到Alpha混合得到混合的图像；

c、再次渲染场景得到一张皮肤较薄部分的半透效果图；

d、将上述的半透明的图像和混合后的图像叠加得到最终的渲染效果图。

进一步地，所述步骤a，具体包括：

把纹理图像映射到几何图形中，首先要把纹理加载到内存中，而纹理元素不是再根据内存中的位置放置的，而是利用纹理坐标来确定纹理元素的位置；

基于上述纹理映射的原理，需要对渲染目标的像素的进行筛选，采用的是蒙板过滤的方法把需要的处理的像素标记出来，蒙板中白色部分是需要处理的人物皮肤部分。

进一步地，所述步骤b，具体包括：

b1、首次渲染人物皮肤时，对渲染目标进行多次高斯模糊叠加并得到三张RTF；

b2、对RTF不同的颜色值通道分别进行不同系数的Alpha混合得到混合的图像。

进一步地，所述步骤b1，具体包括：

根据步骤a，把第一次渲染场景的渲染目标设定为渲染目标1即二维纹理；

对渲染目标1中的人物皮肤部分进行高斯模糊，这种模糊被分解为水平方向和竖直方向，将这二维纹理先进行水平方向模糊，得到渲染目标2；

然后对渲染目标2进行竖直方向模糊，同时输出两张相同的纹理，一张是用于下次模糊的渲染目标1，一张用于混合的RTF，然后进行两次同样的操作就能够得到三张RTF图。

进一步地，所述步骤b2，具体包括：

对RTF不同的颜色通道分别进行不同系数的Alpha混合得到混合的图像；

将上述步骤b1，将得到第一张RTF和第二次模糊得到的RTF叠加得到混合后的RTF，此时将得到两张RTF,分别对每张RTF图中三个通道分别进行不同系数的Alpha混合；

通过利用不同系数的混合来模拟不同频率的光线有不同的穿透力，因为光线照射到物体表面，由物体的厚度和衰减系数来决定的；在设置混合时，提供一个浮点数的BlendFactor系数，分别代表RGB的系数；

分别把两张RTF中的R 通道、B通道、G通道颜色值与对应的混合系数BlendFactor相乘得到每个通道混合后的颜色值；

然后对每个通道的颜色值叠加得到一张最终的渲染目标，此时得到的人物的皮肤质感比较明显，相对于没有混合前更加的柔和。

进一步地，在步骤b2中，所述分别把两张RTF中的R 通道、B通道、G通道颜色值与对应的混合系数BlendFactor相乘得到每个通道混合后的颜色值的具体算法如下：

为了区分两张RTF图，分别设为RTF-1,RTG-2；

Rblendcolor=RTF-1的颜色值*R系数+RTG-2的颜色值*（1-R系数）；

Gblendcolor=RTF-1的颜色值*G系数+RTG-2的颜色值*（1-G系数）；

Bblendcolor=RTF-1的颜色值*B系数+RTG-2的颜色值*（1-B系数）；