[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)雙面折射效果的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610111892.8
• 申請(qǐng)日: 2006-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN101140662A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉皓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 騰訊科技（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): G06T15/10
• 分類號(hào): G06T15/10
• 代理公司: 北京同達(dá)信恒知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 宋松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像渲染領(lǐng)域，特別是涉及一種實(shí)現(xiàn)雙面折射效果的方法及裝置。

背景技術(shù)

由于光在不同密度的材質(zhì)中傳播的速度不同，所以當(dāng)光通過不同密度的兩種材質(zhì)之間的界面時(shí)，光的傳播方向會(huì)發(fā)生改變。例如：光在空氣中傳播得比光在水中傳播得快很多，所以吸管放入水中時(shí)，吸管就像被“折”了一樣。

基于物理公式的折射光計(jì)算函數(shù)已經(jīng)被整合在了高級(jí)著色語(yǔ)言函數(shù)庫(kù)里：

FLOAT3?REFRACT(FLOAT3I，F(xiàn)LOAT3N，F(xiàn)LOATR)

{

FLOAT?COSI＝DOT(I，N)；

FLOAT?COST2＝1.0F-R*R*(1.0F-COSI*COSI)；

FLOAT3?T＝R*I-((R*COSI+SQRT(ABS(COST2)))*N)；

RETURN?T*(FLOAT3)(COST2＞0)；

}

其中I為入射光方向，N為著色點(diǎn)的法線方向。R為相對(duì)折射指數(shù)，即兩材質(zhì)的折射率之比。

現(xiàn)有的實(shí)時(shí)圖形折射處理是僅處理觀察點(diǎn)一側(cè)(即物體上表面)的折射，而忽略物體下表面的折射。

單次折射的原理圖，參見圖1所示。A為物體上表面折射點(diǎn)的位置，Eye為觀察點(diǎn)位置，Normal_A為A點(diǎn)的法線方向，由于光路是可逆的，Refraction為折射光的入射方向。由于單次折射僅計(jì)算一次光的折射(發(fā)生在物體的上表面)，所以產(chǎn)生的效果是不精確的，其效果圖參見圖2所示。

雙面折射是指模擬透明物體的正面和背面的兩次折射。但是現(xiàn)有的實(shí)時(shí)圖形折射處理技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)雙面折射效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)雙面折射效果的方法及裝置，用以解決現(xiàn)有的單次折射處理技術(shù)產(chǎn)生的折射效果不精確的問題。

本發(fā)明方法包括：

從觀察側(cè)獲取物體下表面折射點(diǎn)的模擬位置，并據(jù)此得到物體下表面折射點(diǎn)的模擬法線方向；以及根據(jù)物體下表面折射點(diǎn)的模擬法線方向得到入射光的模擬方向，并據(jù)此實(shí)現(xiàn)雙面折射效果。

進(jìn)一步，所述從觀察側(cè)獲取物體下表面折射點(diǎn)的模擬位置，包括下列步驟：取物體上表面折射點(diǎn)的位置；延折射光方向，從物體上表面折射點(diǎn)向下表面偏移單位向量，并定位該點(diǎn)為C；將觀察點(diǎn)到所述C點(diǎn)的線段延長(zhǎng)，該延長(zhǎng)線與下表面的交點(diǎn)為D；取物體上表面折射點(diǎn)到所述D點(diǎn)的向量長(zhǎng)度，并與單位向量相乘；之后再與物體上表面折射點(diǎn)位置求和，得到物體下表面折射點(diǎn)的模擬位置。

又進(jìn)一步，所述單位向量通過折射函數(shù)獲得。

又進(jìn)一步，所述D點(diǎn)位置的獲取包括：以物體的位置為輸出，渲染物體的下表面，得到物體下表面的位置圖P_Map；將C點(diǎn)位置投影到屏幕空間，并對(duì)P_Map進(jìn)行采樣，得到D點(diǎn)的位置。

綜上所述，所述根據(jù)物體下表面折射點(diǎn)的模擬位置得到物體下表面折射點(diǎn)的模擬法線方向包括：以物體的法線為輸出，渲染物體的下表面，得到物體下表面的法線圖N_Map；將物體下表面折射點(diǎn)的模擬位置投影到屏幕空間，并對(duì)N_Map進(jìn)行采樣，得到物體下表面折射點(diǎn)的模擬法線方向。

更進(jìn)一步，根據(jù)物體下表面折射點(diǎn)的模擬法線方向以及單位向量得到入射光的模擬方向，并據(jù)此實(shí)現(xiàn)雙面折射效果。

本發(fā)明的裝置，包括：

B點(diǎn)位置獲取單元，用于從觀察側(cè)獲取物體下表面折射點(diǎn)的模擬位置；

法線方向獲取單元，用于根據(jù)B點(diǎn)位置獲取單元輸入的模擬位置，得出物體下表面折射點(diǎn)的模擬法線方向；

入射光方向獲取單元，用于根據(jù)法線方向獲取單元輸入的法線方向，得出入射光的模擬方向。

其中，所述B點(diǎn)位置獲取單元中包括：

A點(diǎn)位置獲取子單元，用于以觀察側(cè)為準(zhǔn)，獲取物體上表面折射點(diǎn)的位置；

C點(diǎn)位置獲取子單元，用于計(jì)算單位向量，并延折射光方向，從物體上表面折射點(diǎn)向下表面偏移單位向量，得到C點(diǎn)的位置；

D點(diǎn)位置獲取子單元，用于獲取觀察點(diǎn)到C點(diǎn)的線段延長(zhǎng)線與下表面的交點(diǎn)D的位置；

向量長(zhǎng)度獲取子單元，用于根據(jù)物體上表面折射點(diǎn)的位置和D點(diǎn)位置得出物體上表面折射點(diǎn)到D點(diǎn)的向量長(zhǎng)度；

計(jì)算子單元，用于將所述向量長(zhǎng)度獲取子單元輸入的向量長(zhǎng)度與單位向量相乘；之后再與物體上表面折射點(diǎn)位置求和。

本發(fā)明有益效果如下：