[發明專利]三維渲染二維光影的方法

有效

• 申請號: 201611023431.5
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN107038741B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 沈晨;劉曉鵬;陽星生
• 申請（專利權）人: 上海咔咖文化傳播有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 王仙子

本發明提供了一種三維渲染二維光影的方法，本發明中，通過對二維和三維的深入研究發現，要在三維中實現二維的光影效果，必須對模型的法線和材質加以控制，通過深入研究二維的光影有關系，總結出法線與光影的關系，使二維光影是結構清晰平滑的，而且光影具有色彩多樣性，解決了在三維光影中是按照物理的原理來模擬真實環境，陰影過度柔和，投影紊亂，結構不清晰的問題，本發明利用三維軟件能提高效率、節約成本、對個人易上手等特點，在三維軟件中一個模型、一套動作都可以反復的去使作，在傳統二維中很難做到。

技術領域

本發明涉及一種三維渲染二維光影的方法。

背景技術

三維是按照物理的原理來模擬真實環境，陰影過度柔和，光影結構復雜。

二維是高度概括三維光影表象，用簡潔光陰和結構高度還原二維的光影。

發明內容

本發明的目的在于提供一種三維渲染二維光影的方法，能夠解決了在三維光影中是按照物理的原理來模擬真實環境，陰影過度柔和，投影紊亂，結構不清晰的問題。

為解決上述問題，本發明提供一種三維渲染二維光影的方法，包括：

1)以物體中心為原點使物體的頂點法線和球狀輻射的方向一致；

2)在已有的頂點法線基礎上進行法線向量的加法，減法和乘法疊加操作；

3)提取復制對象的面法線向量，然后在被復制對象頂點中尋找到復制對象的面的重心距離點最短的頂點，復制被復制對象的面法線向量到所述頂點法線上；

4)利用縱向和橫向的各異性，使用高階函數2次求導的歸零性，實現在縱向和橫向上的法線向量的變化，具有平滑和連續的特性。

進一步的，在上述方法中，以物體中心為原點使物體的頂點法線和球狀輻射的方向一致，包括：利用向量的方向性，使原始頂點法線向量和球形法線向量之間，產生一個連續的平滑的法線向量漸變，其中，法線向量的變化的大小，由權重值即球形化值決定。

進一步的，在上述方法中，利用向量的方向性，使原始頂點法線向量和球形法線向量之間，產生一個連續的平滑的法線向量漸變，其中，法線向量的變化的大小，由權重值即球形化值決定，包括：用頂點的坐標減去物體中心坐標，形成一向量值，并對此向量值做歸一化，然后將歸一化后的向量值復制給頂點的法線，然后基于每一權重值，算出偏移值，在原始頂點法線之上進行疊加，形成基于權重值的球形化頂點法線。

進一步的，在上述方法中，在已有的頂點法線基礎上進行法線向量的加法，減法和乘法疊加操作，包括：使用三維仿射方程，對已有的頂點法線進行轉換計算，在通過權重值得到偏移量，以參數的形式保留，同時完成加法減法乘法計算。

進一步的，在上述方法中，使用三維仿射方程，對已有的頂點法線進行轉換計算，再通過權重值得到偏移量，以參數的形式保留，同時完成加法減法乘法計算，包括：使用三維仿射加法矩陣和三維仿射乘法矩陣，對原始法線向量進行線性計算，再通過權重值得到偏移量，以參數的形式保留，同時完成加法減法乘法計算。

進一步的，在上述方法中，提取復制對象的面法線向量，然后在被復制對象頂點中尋找到復制對象的面的重心點距離最短的頂點，復制被復制對象的面法線向量到所述頂點法線上，包括：復制對象的面法線向量及其三角面的重心點，計算被復制對象頂點的每一頂點到重心點的距離，如擁有多個頂點，利用最小2乘法獲取最優頂點，將被復制對象的面法線向量復制到頂點法線上。

進一步的，在上述方法中，利用縱向和橫向的各異性，使用高階函數2次求導的歸零性，實現在縱向和橫向上的法線向量的變化，具有平滑和連續的特性，包括：在縱向和橫向的頂點上，按貝賽爾樣條曲線均分法線偏移量，再疊加縱向和橫向的縱分量和橫分量，得到平滑值。