[發明專利]一種屏幕空間鏡頭水珠實時渲染方法

有效

• 申請號: 201210350426.0
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN102930588A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 葉萬方;邵鑫;陳楷民;張賜;唐傳奇
• 申請（專利權）人: 四川川大智勝軟件股份有限公司;四川大學
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T15/06
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 卓仲陽

1.一種屏幕空間鏡頭水珠實時渲染方法，其特征在于包括以下步驟：

用著色語言渲染到場景紋理Texture_Scene，將Texture_Scene傳入屏幕水珠渲染PASS_WaterDropRender；

向Pass_WaterDropRender導入一張隨機數噪聲紋理Texture_RandomNoise和一張Simplex噪聲紋理Texture_SimplexNoise；

通過對隨機噪聲紋理Texture_RandomNoise的噪音值采樣計算，獲取水珠可以在屏幕上出現的多個隨機位置；

每個隨機位置的坐標作為水珠的屏幕中心點（O），生成水珠在屏幕上的隨機邊界曲線；

簡化水珠曲面；

計算光線折射的偏移量，對水珠曲面進行光纖折射，通過與屏幕坐標相對應的背景紋理顏色值渲染出水珠內的顏色值。

2.根據權利要求1所述的一種屏幕空間鏡頭水珠實時渲染方法，其特征在于：所述生成水珠在屏幕上的隨機邊界曲線，是利用Simplex噪聲紋理的Texture_SimplexNoise來生成，在屏幕空間中設定遍歷到一個UiVj像素點（B），屏幕中心點（O）與UiVj像素點（B）的線段為UiVj像素段（OB），則UiVj像素段（OB）經過邊界曲線的點為邊界曲線點（P），邊界曲線點（P）到屏幕中心點（O）的長度（OP）通過以下方法得到：設一基準點（A）,其與屏幕中心點（O）的線段（0A）平行于Y軸，且方向指向Y軸正方向，從線段（0A）開始，將水珠邊界曲線等分為N份，通過UiVj像素段（OB）和基準點（A）到屏幕中心點（O）的線段（0A），利用夾角公式

來計算UiVj像素段（OB）屬于哪個等分區，采用

計算分區索引Index，其中Δβ表示每個等分區的夾角，即

得到Index的情況下，將Simplex噪聲紋理Texture_SimplexNoise中像素位置顏色的紅色分量的值Texel_Red取出，將Texel_Red乘以一個縮放因子θ得出邊界曲線點（P）到屏幕中心點（O）的長度（OP）；

依次取N為不同份時，算出不同邊界曲線點（P）到屏幕中心點（O）的長度（OP）并通?過Simplex噪聲紋理將具有不同長度（OP）的邊界曲線點（P）連續起來得出水珠的隨機邊界曲線。

3.根據權利要求1所述的一種屏幕空間鏡頭水珠實時渲染方法，其特征在于：所述簡化水珠曲面是在得到邊界曲線的情況下，自定義水珠中心高度點（O_h），隨機邊界曲線上去邊界曲線點（P），延長中心高度點（O_h）到屏幕中心點（O）得到虛擬中心高度線段（O_h,O_Cirlce），延長曲面點（P）得到的擬邊界線段（P,O_Circle），所述虛擬中心高度線段（O_h,O_Cirlce）與虛擬邊界線段（P,O_Circle）等長時交匯得到虛擬圓心（O_Circle），以虛擬圓心（O_Circle）為圓點作出經過水珠中心高度點（O_h）和邊界曲線點（P）形成的弧線即為簡化曲面。

4.根據權利要求1所述的一種屏幕空間鏡頭水珠實時渲染方法，其特征在于：所述計算光線折射的偏移量，對水珠曲面進行光纖折射，通過與屏幕坐標相對應的背景紋理顏色值渲染出水珠內的顏色值，其方法如下：

取位于水珠內的屏幕點（C），與屏幕點（C）相對應的水珠點（H），通過光線從空氣射入水珠的入射角（i）和折射角（r），以及空氣的折射率（n1）和水的折射率（n2），利用公式

計算出從水珠點（H）折射到屏幕點（C）的光線射入角度，在結合水珠點（H）與背景紋理之間的距離得出背景紋理上的紋理點（G）的顏色值為屏幕點（C）的顏色值。