[发明专利]基于PBR材质的材质建模系统

说明书

本发明公开了一种基于PBR材质的材质建模系统，包括：材质制作模块，对材质模板进行可视化PBR材质参数调节，以制作新PBR材质；实时渲染及预览模块，应用新PBR材质进行在线实时渲染并实时预览在线渲染效果；数据转换模块，将在线实时渲染引擎渲染采用的新PBR材质对应的PBR材质参数转换为离线渲染引擎采用的离线渲染参数，对齐在线实时渲染引擎采用的光场和离线渲染引擎需要采用的光场；离线渲染及预览模块，采用离线渲染参数和需要采用的光场进行离线渲染，以得到并预览离线渲染效果；确认模块，通过比较在线渲染效果与离线渲染效果相同时，确认设计的新PBR材质；该材质建模系统能够提升材质建模效率和保证材质建模质量。

技术领域

本发明属于图形学领域，具体涉及基于PBR材质的材质建模系统。

背景技术

随着VR概念的普及，渲染效果图已经成为广泛被接受的一种终端视觉展示媒介，并随着计算机性能的提升，渲染图的生产成本降低，渲染技术已经被非常广泛的用于各种产业。材质作为渲染中的重要素材部分，其真实度决定了渲染图效果的上限。

建模师一般通过设定大量的材质参数来制作材质，并不断渲染来验证材质效果。材质参数非常丰富且复杂，有时为了实现特殊材质又需要多种材质的混合才能达到，因此在材质制作过程中，需要建模师具有丰富的经验，技术门槛较高，通过反复不断地调试，才能保证渲染材质尽可能地接近物理世界的效果。一般情况下建模师会通过不同渠道收集材质素材再进行修改，来提高制作材质的效率。

目前对材质进行建模的软件，通常包括本地材质建模软件和云端材质建模软件，可创建Vrsence，PBR等不同材质体系。渲染方案来表现材质时，也有本地渲染方式和云端渲染方式，通常也支持不同的材质体系。就创建材质并渲染去表现材质这一全流程来说，设计师目前主要使用3dsMax、Substance Designer等建模工具，基于不同的材质体系对材质进行建模，设计方案中使用建模的材质时，则采用VRay渲染插件渲染设计方案。这一套主流材质建模流程，需要具有较高的技术基础以及建模经验的人才来操作，且需要较高配置的计算机进行重复的渲染，以校对效果是否达到预期，这一过程造成了大量的渲染资源浪费以及人力资源的消耗，同时无法保证材质效果符合预期。

使用本地材质建模软件时，可创建极为个性化且专业的材质，但一般来说有以下问题：(1)传统的3dmax或substance designer等本地材质软件的材质制作过程中，大量丰富且复杂的参数难以理解，以及制作复杂材质可能需要多个材质节点混合等问题，导致制作材质具有很高的技术门槛，同时建模师需要四处搜集素材再修改参数来达到提效的目的，这都导致传统的材质建模方式标准不一、过程低效、门槛较高；(2)通过本地材质软件建模，也需要较高的计算机配置进行反复的渲染，以校对渲染效果符合物理世界的效果，硬件成本较高，同时也非常费时；(3)而使用Substance designer等本地软件制作PBR材质，通过实时渲染验证效果，但在设计方案中应用材质时，往往搭配VRay离线渲染引擎表达材质效果，在用户体验流程中是割裂的，很难保证调出的实时材质效果与最终离线渲染一致，应用时发现效果不符。

上述通过本地材质软件进行材质建模，因为其参数复杂难调导致的技术及经验门槛过高、硬件成本高、调材质过程低效费时，且实时渲染与离线渲染的效果难以统一，限制了渲染技术的商用。

针对在线云端材质建模软件，建模流程欠缺灵活性，且非常低效、耗费渲染资源。若用户希望调整材质参数达到自己想要的效果时，无法实时预览效果让调参过程变得异常痛苦，每次预览都需要离线渲染，这也增加了大量的等待时间，并浪费了大量的渲染服务器资源。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是提供一种基于PBR材质的材质建模系统，通过在线材质渲染、材质转换以及应用材质的离线场景渲染相结合的方式，提高了材质建模效率，同时使得材质建模效果实时可见，且能保证离线渲染效果与在线渲染效果一致。

实施例提供的一种基于PBR材质的材质建模系统，包括：