[發明專利]一種基于VRAY的PBR材質渲染方法和系統

在審

• 申請號: 202010059314.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111275802A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 郁明;李浪;饒剛毅
• 申請（專利權）人: 杭州群核信息技術有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T15/04;G06T15/50
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

本發明公開了一種基于VRAY的PBR材質渲染方法和系統，方法包括：1：模型分組預處理；2：模型輕量化和UV展開；3：PBR材質的烘焙；4：雙UV通道展示；5：素材壓縮，包括：模型壓縮和材質壓縮；6：KSF描述文件；7：進入PBR渲染系統進行實時渲染。本發明的有益效果是：能夠高效準確的將Max模型設計文件以及Vray豐富的材質系統，在較短的時間內，轉換成能夠在WebGL中實時顯示的模型，使3D實時渲染應用速度快，對于使用的設備和操作系統的要求降低。本發明的前端實時PBR渲染系統，真實的顯示出接近與離線渲染效果的實時渲染效果，準確表達材質的效果，提高模型在3D實時渲染的逼真程度；本發明解決了傳統材質烘焙無法支持平鋪紋理，放大觀看細節時圖案花紋模糊。

技術領域

本發明涉及家裝設計渲染技術領域，具體涉及一種基于VRAY的PBR材質渲染方法和系統。

背景技術

在室內裝飾、零售商品、家具商品等領域，大多使用3DsMax和VRay材質和VRay離線渲染器進行3D數字化模型的設計。基于VRay離線渲染的設計模型和材質數據，用于離線渲染照片及渲染圖，比如海報、畫冊、廣告等。隨著數字化，虛擬化的應用的普及，數字模型的3D實時渲染應用越來越多，尤其是在基于Web瀏覽器技術的移動應用，網頁應用，小應用等。但是這樣的模型數據，無法直接用于3D實時渲染，比如3D展示瀏覽等。

主要原因有兩點，一、材質體系不同。VRay離線渲染器使用的是其定義的材質，類型和數據復雜，需要進行大量的計算才能完成渲染。在當今的硬件條件下，尤其是基于Web瀏覽器的應用下，實時渲染無法在有限時間和在瀏覽器能力、硬件資源下完成圖像實時渲染。二、數據量過大。用于離線渲染的設計模型，往往三角形面片數量高，貼圖文件尺寸大，模型部件多。對于云端基于Web的應用，尤其是內存移動設備上，內存容量、網絡傳輸時間、渲染數據量等都超過實際可用的規模，必須進行數據輕量化處理并保證外觀上完整和較高的質量。

一種方法現用的自動化方法是進行材質烘焙，主要是將模型渲染結果烘焙到模型表面參數化(UV展開)后的紋理。3D實時渲染時，使用簡化模型和烘焙紋理。這類方法，效果缺少真實感，當查看視角變化、光源變化，材質效果靜態的，不會隨光影改變的。其次，這種方法的材質需基于展開的UV貼圖。原始模型復雜情況下，UV展開容易失敗，UV展開預處理時間長。貼圖的利用率低導致貼圖分辨率率低。基于展開的紋理不支持紋理平鋪，因此在平鋪紋理的材質表現上分辨率會大大降低。

另一種方法，則通過半自動的方法，在工具的輔助下，進行模型輕量化處理。在基于上述方法介紹的烘焙貼圖的材質下，進行設置一些基于PBR材質屬性，從而完成從設計模型、用于離線渲染的模型轉換生成和優化。這種方法的缺點是需要手工編輯，不能自動化。

現在商品展示行業，為了能達到比較好的效果和性能，還有一種方法是單獨再建用于3D實時渲染展示的模型，通過手工創建面片數較低的模型，設計編輯使用基于PBR體系的材質從而還原較好的效果。這種模型雖然可以滿足3D實時渲染的展示需求，但是由于模型精度低，材質表現有限，用它進行離線渲染生成的渲染圖質量就很低。

因此，在也需要生成照片級渲染圖的場景下，用戶需要為同一個商品等模型建立兩套模型。成本高，流程復雜，3D展示和照片級離線渲染的效果一致性低。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種基于VRAY的PBR材質渲染方法和系統，實現將數據從預處理到實時渲染，準確表達材質的效果。

一方面，本發明提供一種基于VRAY的PBR材質渲染方法，所述方法包括：

步驟101：模型分組預處理，根據模型的材質信息以及表面積大小進行自動分組處理；

步驟102：模型輕量化和UV展開，通過輕量化過程減少模型的網格數量，并把分組后模型中的UV坐標展開到一張貼圖上；