[發明專利]一種基于屏幕空間的次表面散射模擬人物真實皮膚的方法

在審

• 申請號: 201410446468.3
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104240276A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 張翼
• 申請（專利權）人: 無錫梵天信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06T11/40
• 分類號: G06T11/40;G06T15/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 姜萬林

1.一種基于屏幕空間的次表面散射模擬人物真實皮膚的方法，其特征在于，主要包括：

a、對要渲染人物皮膚的對象和場景中其他對象做過濾的篩選；

b、首次渲染人物皮膚，得到Alpha混合得到混合的圖像；

c、再次渲染場景得到一張皮膚較薄部分的半透效果圖；

d、將上述的半透明的圖像和混合后的圖像疊加得到最終的渲染效果圖。

2.根據權利要求1所述的基于屏幕空間的次表面散射模擬人物真實皮膚的方法，其特征在于，所述步驟a，具體包括：

把紋理圖像映射到幾何圖形中，首先要把紋理加載到內存中，而紋理元素不是再根據內存中的位置放置的，而是利用紋理坐標來確定紋理元素的位置；

基于上述紋理映射的原理，需要對渲染目標的像素的進行篩選，采用的是蒙板過濾的方法把需要的處理的像素標記出來，蒙板中白色部分是需要處理的人物皮膚部分。

3.根據權利要求1或2所述的基于屏幕空間的次表面散射模擬人物真實皮膚的方法，其特征在于，所述步驟b，具體包括：

b1、首次渲染人物皮膚時，對渲染目標進行多次高斯模糊疊加并得到三張RTF；

b2、對RTF不同的顏色值通道分別進行不同系數的Alpha混合得到混合的圖像。

4.根據權利要求3所述的基于屏幕空間的次表面散射模擬人物真實皮膚的方法，其特征在于，所述步驟b1，具體包括：

根據步驟a，把第一次渲染場景的渲染目標設定為渲染目標1即二維紋理；

對渲染目標1中的人物皮膚部分進行高斯模糊，這種模糊被分解為水平方向和豎直方向，將這二維紋理先進行水平方向模糊，得到渲染目標2；

然后對渲染目標2進行豎直方向模糊，同時輸出兩張相同的紋理，一張是用于下次模糊的渲染目標1，一張用于混合的RTF，然后進行兩次同樣的操作就能夠得到三張RTF圖。

5.根據權利要求4所述的基于屏幕空間的次表面散射模擬人物真實皮膚的方法，其特征在于，所述步驟b2，具體包括：

對RTF不同的顏色通道分別進行不同系數的Alpha混合得到混合的圖像；

將上述步驟b1，將得到第一張RTF和第二次模糊得到的RTF疊加得到混合后的RTF，此時將得到兩張RTF,分別對每張RTF圖中三個通道分別進行不同系數的Alpha混合；

通過利用不同系數的混合來模擬不同頻率的光線有不同的穿透力，因為光線照射到物體表面，由物體的厚度和衰減系數來決定的；在設置混合時，提供一個浮點數的BlendFactor系數，分別代表RGB的系數；

分別把兩張RTF中的R?通道、B通道、G通道顏色值與對應的混合系數BlendFactor相乘得到每個通道混合后的顏色值；

然后對每個通道的顏色值疊加得到一張最終的渲染目標，此時得到的人物的皮膚質感比較明顯，相對于沒有混合前更加的柔和。

6.根據權利要求5所述的基于屏幕空間的次表面散射模擬人物真實皮膚的方法，其特征在于，在步驟b2中，所述分別把兩張RTF中的R?通道、B通道、G通道顏色值與對應的混合系數BlendFactor相乘得到每個通道混合后的顏色值的具體算法如下：

為了區分兩張RTF圖，分別設為RTF-1,RTG-2；

Rblendcolor=RTF-1的顏色值*R系數+RTG-2的顏色值*（1-R系數）；

Gblendcolor=RTF-1的顏色值*G系數+RTG-2的顏色值*（1-G系數）；

Bblendcolor=RTF-1的顏色值*B系數+RTG-2的顏色值*（1-B系數）；

其中Rblendcolor為R通道混合的顏色值、Gblendcolor為G通道混合的顏色值、Bblendcolor為B通道混合的顏色值，R系數、G系數、B系數分別對應每個通道在每次混合的系數設定表中的參數：

。

7.根據權利要求4-6中任一項所述的基于屏幕空間的次表面散射模擬人物真實皮膚的方法，其特征在于，所述步驟c，具體包括：

基于步驟b1和b2已經達到比較完美的具有質感的皮膚效果，次表面散射在皮膚薄的部分更加明顯；

為了模擬更加真實，采用了基于屏幕空間的次表面透明散射，對場景的皮膚對象再次渲染，得到一張具有皮膚較薄的部分半透效果的皮膚輪廓圖，該圖中會對皮膚薄的耳朵周圍部分進行紅色半透化顯示，而不需要透明的黑色顯示。

8.根據權利要求7所述的基于屏幕空間的次表面散射模擬人物真實皮膚的方法，其特征在于，所述步驟d，具體包括：

將步驟c中的半透顯示皮膚圖與步驟b得到混合的渲染目標進行混合后得到最終的渲染效果，效果更逼真，接近于真實。