[發明專利]一種基于幀間抖動的平滑渲染方法

有效

• 申請號: 202010020356.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111402379B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 陳旋;周海;王立森
• 申請（專利權）人: 江蘇艾佳家居用品有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T15/04;G06T5/00
• 代理公司: 南京新慧恒誠知識產權代理有限公司 32424
• 代理人: 鄧唯

本發明公開了一種基于幀間抖動的平滑渲染方法，屬于3D實時渲染領域，包含如下步驟：生成低差異隨機序列；根據生成的低差異序列，對投影矩陣ProjectMatrix偏移抖動，進而生成偏移抖動的投影矩陣；多幀生成像素的多個子像素；采樣子像素當前幀的像素值；累加多幀實現平滑算法；色調映射處理閃爍；Clamp截斷處理模糊。本發明提供一種基于幀間抖動的平滑渲染方法，通過累加多幀相鄰像素的子像素顏色值提升了網格物體渲染過程中畫面的平滑感，在保持畫面效果的同時避免創建太多幾何緩沖區極大降低了性能開銷，可作為室內渲染領域渲染的可行優化方案。

技術領域

本發明屬于3D實時渲染領域，尤其涉及一種基于幀間抖動的平滑渲染方法。

背景技術

現有的3D實時平滑渲染方法：

基于硬件提供的幾何緩沖區像素多重采樣方法，在渲染開始前創建法線、粗糙度、金屬都、高光、基礎顏色多張渲染目標紋理，在基于延時渲染策略的渲染管線里，由于幾何緩沖區存儲大量數據造成了嚴重的性能問題，同時采樣只局限在一個像素內。

該類方法的主要缺陷：

渲染畫面主要有兩種不平滑問題，

一種是幾何的突變，當視角變化時，物體邊緣產生強烈的鋸齒感；

一種是著色的突變，相鄰區域的像素顏色值差別太大，當視角變化時，交界處出現強烈的鋸齒感。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供一種基于幀間抖動的平滑渲染方法，通過累加多幀相鄰像素的子像素顏色值提升了網格物體渲染過程中畫面的平滑感，在保持畫面效果的同時避免創建太多幾何緩沖區極大降低了性能開銷，可作為室內渲染領域渲染的可行優化方案。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種基于幀間抖動的平滑渲染方法，具體包含如下步驟：

步驟1，采用哈姆斯利Hammersley低差異隨機序列，用于把任意順序的整數映射為[0,1]的均勻隨機的低差異序列，通過函數Hammersley和倒根函數RadicalInverse實現；

步驟2，根據步驟1生成的低差異序列，對投影矩陣ProjectMatrix進行偏移抖動，進而生成偏移抖動的投影矩陣，新的投影矩陣偏移攝像機渲染的一幀；

步驟3，多幀生成像素的多個子像素，每一幀攝像機根據新的抖動偏移渲染像素的子像素；

步驟4，采樣子像素當前幀的像素值，從當前幀的渲染目標紋理中取得；

步驟5，累加多幀實現平滑算法，每一幀對應像素的一個子像素，采樣每一幀后進行加權累加；

步驟6，色調映射處理閃爍，由于累加多幀時相鄰子像素的顏色值差異太大會導致閃爍，需做色調映射對顏色值的范圍進行限制，降低閃爍；

步驟7，Clamp截斷處理模糊，在相機移動時，像素會累加上一幀的相同位置的像素導致模糊，需要進行截斷處理，舍棄上一幀的像素值。

作為本發明一種基于幀間抖動的平滑渲染方法的進一步優選方案，在步驟1中，所述低差異序列是一種分布在[0,1]空間中的點集；

采用哈姆斯利Hammersley低差異序列，此序列可把任意順序的整數映射為[0,1]的均勻隨機的低差異序列，通過函數Hammersley和倒根函數RadicalInverse實現。

作為本發明一種基于幀間抖動的平滑渲染方法的進一步優選方案，所述步驟2具體如下：根據步驟1生成的低差異序列，對投影矩陣ProjectMatrix進行偏移抖動,因為投影矩陣對觀察坐標系的頂點變換歸一化后為標準設備坐標系，對投影矩陣的抖動恰好使其對應于像素的子像素位置