[发明专利]一种基于三维噪声图的三维体积云渲染方法及系统

权利要求书

1.一种基于三维噪声图的三维体积云渲染方法，其特征在于，包括：

步骤S1：构建三维噪声纹理空间，并在所述三维噪声纹理空间中构建三维体积云；

步骤S2：构建真实三维空间，将所述三维体积云映射到所述真实三维空间；

步骤S3：获取像素点的视线方向，确定所述视线方向上所述三维体积云的总体密度，基于所述总体密度确定所述像素点渲染云的透明度；

步骤S4：获取太阳的位置、光照强度、预设颜色，结合所述总体密度、所述视线方向，确定所述像素点渲染云的颜色。

2.如权利要求1所述的基于三维噪声图的三维体积云渲染方法，其特征在于，所述步骤S1：构建三维噪声纹理空间，并在所述三维噪声纹理空间中构建三维体积云；具体包括：

步骤S11：获取一组第一三维噪声纹理图、一组第二三维噪声纹理图和高度-密度函数；

步骤S12：在所述三维噪声纹理空间中基于所述第一三维噪声纹理图、所述第二三维噪声纹理图和所述高度-密度函数构建三维体积云。

3.如权利要求2所述的基于三维噪声图的三维体积云渲染方法，其特征在于，所述第一三维噪声纹理图包括：低频perlin-worly噪声；

所述第二三维噪声纹理图包括：高频的worly噪声。

4.如权利要求1所述的基于三维噪声图的三维体积云渲染方法，其特征在于，所述步骤S3：获取像素点的视线方向，确定所述视线方向上所述三维体积云的总体密度，基于所述总体密度确定所述像素点渲染云的透明度，具体包括：

步骤S31:在所述真实三维空间中提取所述视线方向上所述三维体积云各个采样点的密度，

步骤S32：将各个所述采样点的所述密度累加作为所述视线方向上所述三维体积云的总体密度。

5.如权利要求1所述的基于三维噪声图的三维体积云渲染方法，其特征在于，所述步骤S4：获取太阳的位置、光照强度、预设颜色，结合所述总体密度、所述视线方向，确定所述像素点渲染云的颜色，具体包括：

步骤S41：获取太阳的位置、光照强度、预设颜色；

步骤S42:基于所述总体密度、所述太阳位置、所述光照强度、所述预设颜色和所述实现方向，结合太阳光的散射定律和Henyey-Greenstein相位函数，确定所述像素的RGB颜色；

步骤S43：采用tonemap算法将所述RGB颜色转换为高动态范围颜色；将所述高动态范围颜色作为所述像素点渲染云的颜色。

6.一种基于三维噪声图的三维体积云渲染系统，其特征在于，包括：

三维体积云构建模块，用于构建三维噪声纹理空间，并在所述三维噪声纹理空间中构建三维体积云；

映射模块，用于构建真实三维空间，将所述三维体积云映射到所述真实三维空间；

透明度确定模块，用于获取像素点的视线方向，确定所述视线方向上所述三维体积云的总体密度，基于所述总体密度确定所述像素点渲染云的透明度；

颜色确定模块，用于基于所述总体密度、所述视线方向，确定所述像素点渲染云的颜色。

7.如权利要求6所述的基于三维噪声图的三维体积云渲染系统，其特征在于，所述三维体积云构建模块包括：

第一参数获取子模块，用于获取一组第一三维噪声纹理图、一组第二三维噪声纹理图和高度-密度函数；

第一构建子模块，用于在所述三维噪声纹理空间中基于所述第一三维噪声纹理图、所述第二三维噪声纹理图和所述高度-密度函数构建三维体积云。

8.如权利要求7所述的基于三维噪声图的三维体积云渲染系统，其特征在于，所述第一三维噪声纹理图包括：低频perlin-worly噪声；

所述第二三维噪声纹理图包括：高频的worly噪声。