[發明專利]一種結合光線跟蹤的Web端實時混合渲染方法、裝置及計算機設備

有效

• 申請號: 202010101444.X
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111340928B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 鄭家祥;葉青;唐睿
• 申請（專利權）人: 杭州群核信息技術有限公司
• 主分類號: G06T15/06
• 分類號: G06T15/06;G06T15/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 曹兆霞

本發明公開了一種結合光線跟蹤的Web端實時混合渲染方法、裝置以及計算機設備，所述方法包括獲取三維場景數據和根據所述三維場景數據轉換的紋理；針對收斂速度慢且渲染結果低頻的部分，根據所述三維場景數據進行光柵化渲染；針對收斂速度快且渲染結果高頻的部分，根據所述紋理進行光線跟蹤渲染；根據所述光柵化渲染結果和/或所述光線跟蹤渲染結果，混合當前幀和歷史幀的渲染結果。解決了Web端渲染真實感低的問題，以比較低的成本在Web端可達到高質量全局光照效果，提升了Web端渲染真實感。

技術領域

本發明屬于計算機圖形學領域，具體涉及一種結合光線跟蹤的Web 端實時混合渲染方法、裝置及計算機設備。

背景技術

光線跟蹤是一種真實地顯示物體的方法，光線跟蹤方法沿著到達視點的光線的反方向跟蹤，經過屏幕上每一個象素，找出與視線相交的物體表面點P₀，并繼續跟蹤，找出影響P₀點光強的所有光源，從而算出P₀點上精確的光線強度，在材質編輯中經常用來表現鏡面效果。光線跟蹤或稱光跡追蹤是計算機圖形學的核心算法之一。在算法中，光線從光源被拋射出來，當他們經過物體表面的時候，對他們應用種種符合物理光學定律的變換。最終，光線進入虛擬的攝像機底片中，圖片被生成出來。

光柵化(Rasterization)是把頂點數據轉換為片元的過程，具有將圖轉化為一個個柵格組成的圖像的作用，特點是每個元素對應幀緩沖區中的一像素。光柵化其實是一種將幾何圖元變為二維圖像的過程。該過程包含了兩部分的工作。第一部分工作：決定窗口坐標中的哪些整型柵格區域被基本圖元占用；第二部分工作：分配一個顏色值和一個深度值到各個區域。光柵化過程產生的是片元。

隨著互聯網技術的發展，各種資源信息得到高度共享，其中，通過互聯網提供的萬維網服務進行信息共享的方式，儼然成為人們日常生活、工作和娛樂中不可或缺的一部分。WEB(萬維網)端的信息是通過瀏覽器進行展示呈現的，而如何將各種應用程序，如游戲中的各三維模型對象在WEB 端上更好的模擬展現出來是現今互聯網絡技術的一大熱點問題。

近年來，隨著WebGL(Web Graphics Library，web圖形庫)技術的快速發展，Web端三維圖形渲染應用已經越來越廣泛，三維模型的在線查看交互越來越常見，目前主要是通過PBR渲染(Physicallly-Based-Rendering，基于物理渲染)方式實現最終的渲染結果，但這只是對渲染的一個近似，其真實感方面一直難以達到逼真的程度。OpenGL及OpenGL ESAPI的渲染能力非常有限，通常只能做光柵化渲染，而光柵化渲染的一個弊端是在真實感及全局光照方面一直不盡人意。

另一方面，光線跟蹤或路徑追蹤是一種求解渲染方程的方法，雖然可以達到逼真的光感效果，但它存在的一個問題是計算代價太大，導致光線跟蹤方法很難應用到實時渲染端。

發明內容

鑒于上述，本發明提供了一種結合光線跟蹤的Web端實時混合渲染方法、一種結合光線跟蹤的Web端實時混合渲染裝置以及一種計算機設備。

一種結合光線跟蹤的Web端實時混合渲染方法，包括步驟：

獲取根據三維場景數據轉換的紋理；

針對收斂速度慢且渲染結果低頻的部分，根據所述紋理進行光柵化渲染；

針對收斂速度快且渲染結果高頻的部分，根據所述紋理進行光線跟蹤渲染；

根據所述光柵化渲染結果和/或所述光線跟蹤渲染結果，混合當前幀和歷史幀的渲染結果。

一種結合光線跟蹤的Web端實時混合渲染裝置，所述裝置包括：

獲取模塊，用于獲取根據三維場景數據轉換的紋理；

光柵化渲染模塊，用于針對收斂速度慢且渲染結果低頻的部分，根據所述三維場景數據進行光柵化渲染；