[發明專利]一種基于Unity3D引擎的多模型同屏渲染方法

有效

• 申請號: 202010136853.3
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111354067B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 王凱
• 申請（專利權）人: 成都偶邦智能科技有限公司
• 主分類號: G06T15/20
• 分類號: G06T15/20;G06T17/00;G06T19/20
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 孫國棟

本發明涉及屏幕渲染技術領域，尤其為一種基于Unity3D引擎的多模型同屏渲染方法，包括以下步驟：A、2D?3D三維重建：基于神經網絡等深度學習算法，讓用戶通過一張照片即可創建3D人物模型，其優勢在于與真人的相似度可以達到90％以上；B、Occlusion?Culling(遮擋剔除)：使用“導演”的手法，亦即讓用戶跟隨導演的視角，觀察渲染視野內的物體；C、動態AutoLOD：根據場景需求，動態地加載或卸載物體，減少場景對CPU和顯卡的壓力，同時根據虛擬攝像機的位置動態優化，減少占用內存、增加渲染數量，實現高效率運行。本發明通過一系列方法，有效地增加模型渲染的效率，并可采用實時渲染，以達到廣電系統對虛擬觀眾的數量及精度的需求。

技術領域

本發明涉及屏幕渲染技術領域，具體為一種基于Unity3D引擎的多模型同屏渲染方法。

背景技術

當前的多模型同屏渲染技術，主要應用于影視、游戲兩大領域，但存在以下問題：影視級別的模型過于精致，制作周期長、成本太高(以阿凡達為例，渲染制作時間超過1年)；而游戲級別(以CS為例)的模型偏粗糙，影響觀感且數量不足。

現有技術中，擬將多模型同屏渲染技術充分應用于廣電系統中，但依舊存在以下缺陷與不足：制作周期長、制作成本太高、模型精度差以及模型難以個性化。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于Unity3D引擎的多模型同屏渲染方法，具備高效率、高質量以及低成本的優點，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種基于Unity3D引擎的多模型同屏渲染方法，包括以下步驟：

A、2D-3D三維重建：基于神經網絡等深度學習算法，讓用戶通過一張照片即可創建3D人物模型，其優勢在于與真人的相似度可以達到90％以上；

B、OcclusionCulling(遮擋剔除)：使用“導演”的手法，亦即讓用戶跟隨導演的視角，觀察渲染視野內的物體；

C、動態AutoLOD：根據場景需求，動態地加載或卸載物體，減少場景對CPU和顯卡的壓力，同時根據虛擬攝像機的位置動態優化，減少占用內存、增加渲染數量，實現高效率運行。

優選的，所述步驟A的具體流程如下，

使用一個人的正面自拍照(2D)與其三維頭部掃描(3D)進行匹配，充分理解照片顏色分布與三維深度之間的關系后，可在30秒的時間內，快速創建一個任務的高精度3D模型，從而解決傳統模型制作成本高、周期長、精度差且難以個性化的問題。

優選的，所述步驟B的具體流程如下，

在場景空間中創建一個遮擋區域，該遮擋區域是由單元格(Cell)組成。每個單元格都是構成整個場景遮擋區域的一部分，這些單元格會把整個場景拆分成多個部分，當虛擬攝像機能夠看到該單元格時，表示該單元格的物體會被渲染出來，其他的不去渲染，并直接從內存中移除，從而增加同時渲染物體的數量。

遮擋剔除(OcclusionCulling)是將使用虛擬相機構建的潛在可見對象集的層級視圖應用于整個場景；運行時，各相機使用這些數據來確定可見和不可見物體；有了該信息，Unity將確保僅發送可見對象進行渲染，從而減少繪制調用的次數，進而提高性能；

更具體來說，遮擋剔除(OcclusionCulling)的數據由單元格(Cell)組成，單元格組成一個二叉樹；遮擋剔除使用兩棵樹，一個用于視圖單元格(ViewCells)的靜態對象(StaticObjects)，另一個用于目標單元格(Target?Cells)的移動對象(MovingObjects)；視圖單元格映射到定義可見靜態對象的索引列表，使靜態對象的剔除結果更精確。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：