[發明專利]一種基于三維噪聲圖的三維體積云渲染方法及系統在審

申請號：	202010624723.4	申請日：	2020-07-01
公開（公告）號：	CN111951362A	公開（公告）日：	2020-11-17
發明（設計）人：	顧東旭;朱杰;郝利輝;賈磊;房洪臣;王朋;王華;鄒南岳;陳曉燕	申請（專利權）人：	北京領為軍融科技有限公司
主分類號：	G06T15/00	分類號：	G06T15/00
代理公司：	北京冠和權律師事務所 11399	代理人：	張楠楠
地址：	100000 北京市大興區西***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于三維噪聲體積渲染方法系統
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【說明書】：

本發明提供一種基于三維噪聲圖的三維體積云渲染方法及系統，其中，方法包括：步驟S1：構建三維噪聲紋理空間，并在三維噪聲紋理空間中構建三維體積云；步驟S2：構建真實三維空間，將三維體積云映射到真實三維空間；步驟S3：獲取像素點的視線方向，確定視線方向上三維體積云的總體密度，基于總體密度確定像素點渲染云的透明度；步驟S4：獲取太陽的位置、光照強度、預設顏色，結合總體密度、視線方向，確定像素點渲染云的顏色。本發明的基于三維噪聲圖的三維體積云渲染方法，只需兩組三維噪聲紋理圖，減少了存儲空間，并且可以對層云，積云，層積云進行渲染，通過渲染后顯示出云的真實照明效果。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，特別涉及一種基于三維噪聲圖的三維體積云渲染方法及系統。

背景技術

在計算機渲染的虛擬場景中(特別是開發式的場景)，豐富而逼真的三維云的渲染能大大提高場景的真實度，例如巨大的烏云會讓人望而生畏，濃霧會讓人沮喪，日落時被點燃的云彩會讓人產生一種驚奇的感覺。

對于云的渲染，常見的實現方式是基于云圖像庫的，實現簡單，但是存在不少缺點。如果只為某種形態的云在某個角度下存儲一張圖片，當視點移動時，天空中的靜止情況下看起來不錯的云會撕裂般的散開消失，移動的越遠越明顯。這個問題可以通過從不同角度存儲多個圖像，并在視點移動時呈現不同的圖像來解決，然而，由于必須存儲多個圖像(一般是高分辨率的圖像)，圖像紋理將占用大量的存儲空間，想要表現云的細節度越高，存儲空間越大。并且這種實現方式，一般只能渲染出低空的層云，基本不能實現很厚的柱狀層積云或高空積云，云的真實照明效果也表現的很不真實。

發明內容

本發明目的之一在于提供了一種基于三維噪聲圖的三維體積云渲染方法，只需兩組三維噪聲紋理圖，減少了存儲空間，并且可以對層云，積云，層積云進行渲染，通過渲染后顯示出云的真實照明效果。

本發明實施例提供的一種基于三維噪聲圖的三維體積云渲染方法，包括：

步驟S1：構建三維噪聲紋理空間，并在三維噪聲紋理空間中構建三維體積云；

步驟S2：構建真實三維空間，將三維體積云映射到真實三維空間；

步驟S3：獲取像素點的視線方向，確定視線方向上三維體積云的總體密度，基于總體密度確定像素點渲染云的透明度；

步驟S4：獲取太陽的位置、光照強度、預設顏色，結合總體密度、視線方向，確定像素點渲染云的顏色。

優選的，步驟S1：構建三維噪聲紋理空間，并在三維噪聲紋理空間中構建三維體積云；具體包括：

步驟S11：獲取一組第一三維噪聲紋理圖、一組第二三維噪聲紋理圖和高度-密度函數；

步驟S12：在三維噪聲紋理空間中基于第一三維噪聲紋理圖、第二三維噪聲紋理圖和高度-密度函數構建三維體積云。

優選的，第一三維噪聲紋理圖包括：低頻perlin-worly噪聲；

第二三維噪聲紋理圖包括：高頻的worly噪聲。