[发明专利]一种虚拟场景与模型的快速渲染方法

说明书

本发明公开了一种虚拟场景与模型的快速渲染方法和装置。先获得待渲染虚拟场景与模型的渲染要求以及标准材质库；根据所述渲染要求，创建包含场景参数、模型与材质对应关系的可读写文件，加载后从预先建立的标准材质库中选择与待渲染模型相对应的材质；根据渲染要求设置并调整场景参数，根据所选材质对模型进行渲染和材质参数调节，完成满足既定渲染要求的渲染；在单个模型对应多个材质时，对多个材质在三维模型表面直接进行三维在场UV贴图；根据渲染要求通过手绘轨迹生成高光效果及其对应材质，并进行模型的高光效果渲染。本发明在大幅提高虚拟场景及模型渲染效率的基础上，具有高效性、开放性、自动化、工具集成化、轻量化、可持续性等优点。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，涉及一种虚拟场景与模型的快速渲染方法，尤其涉及在虚拟场景中，提高仿真环境与三维模型的综合渲染速度与效率的方法。

技术背景

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是一种构建并可体验、交互的虚拟仿真系统，综合计算机图形学、实时图像处理、精密传感器及人机接口等多项学科。逼真的场景与模型给人以身临其境的体验。目前多应用于游戏、影视、动画、军事等领域。

当前，模型的渲染一般基于独立软件处理，如Autodesk公司的3d Max、Maya，MaxonComputer公司的CINEMA 4D等。渲染开发人员除了丰富的软件应用经验，还需具备图形学、计算几何等多门学科知识。因此，渲染相关技术人员的知识领域广、培训周期长、技术水平良莠不齐。

在企业技术与产品的开发中，美术(负责渲染)和技术(负责开发程序)一般分为两个部门。由于客观条件和个人能力的情况，两个部门难以实现相互交叉的协同开发模式。同时，在不同项目的开发过程中，多项目之间的渲染素材不能及时共享与利用，造成重复工作。

目前的模型渲染，多数以照片作为主图材料。因此每个项目均需要现场拍摄、实物拆解、照片处理等多个环节，占据项目开发周期的大段时间。尤以后期的烘焙效率较低，耗时较长。

在虚拟现实软件产品完成之后，会对项目进行定期更新或在出现较为明显的渲染方面缺陷的时候，需要进行局部的修改。当前的常规处理情况是针对源工程进行改动后重新发布。因此，项目方需要招聘专门人员进行更新，增加运维成本。

渲染效果是虚拟现实产品用户体验的第一感观；渲染效率是加快产品开发进度的重要因素。在保证良好渲染效果的基础上，提高渲染效率是必不可少的内容。上述问题也是虚拟现实产品在开发过程中遇到的亟待解决的共性问题。

发明内容

针对现有虚拟现实产品开发的技术难点与不足，本发明实现了一种虚拟场景及模型快速渲染的方法。

本发明的虚拟场景与模型的快速渲染方法包括以下步骤：

获得待渲染虚拟场景与模型的渲染要求以及预先建立的标准材质库，其中，标准材质库保存有基于不同材料、不同渲染效果、不同构件的材质以及贴图素材；

根据所述渲染要求和标准材质库，创建包含场景参数、模型与材质对应关系的可读写文件，加载后从所述的标准材质库中选择与待渲染模型相对应的材质；

根据渲染要求设置并调整场景参数，根据所选材质对模型进行渲染和材质参数调节，完成满足既定渲染要求的场景与模型渲染；

根据所述待渲染模型的渲染要求，在单个模型对应多个材质时，对多个材质在三维模型表面直接进行三维在场UV贴图；

根据所述待渲染模型的渲染要求，通过手绘轨迹生成高光效果及其对应材质，并进行模型的高光效果渲染。

优选的，本发明通过以下方法构建标准材质库：

根据材料属性，构建基于不同材料类型的贴图与材质库，可根据材料名称检索材质，并可修改材质参数；