[發明專利]一種燈光光強顏色的設計方法、裝置、系統及存儲介質

有效

• 申請號: 202110384456.2
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113052970B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 鄭家祥;黃曉煌;唐睿
• 申請（專利權）人: 杭州群核信息技術有限公司;浙江大學
• 主分類號: G06T15/50
• 分類號: G06T15/50;G06T15/55;G06T17/10;G06N3/0464;G06N3/045;G06N3/0475;G06N3/094;G06N3/098
• 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

1.一種基于神經網絡的燈光光強顏色的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，在給定視角下對場景進行每個光源在單位光強單獨發光情況下的繪制，得多張單光源渲染圖；

步驟2，利用基于神經網絡構建的光照效果預測模型對所有單光源渲染圖進行光照預測，得到光照預測效果圖；

步驟3，以光強和顏色看作權重，構建以使所有單光源渲染圖的加權線性疊加的效果圖盡可能接近光照預測效果圖的優化目標，并對優化目標進行求解，以獲得每個光源的光強和顏色。

2.如權利要求1所述的基于神經網絡的燈光光強顏色的設計的方法，其特征在于，采用基于路徑追蹤算法的渲染器在給定視角下對場景進行繪制，得到多張單光源渲染圖。

3.如權利要求1所述的基于神經網絡的燈光光強顏色的設計的方法，其特征在于，所述光照效果預測模型包括粗糙預測單元和著色單元；

所述粗糙預測單元包括基于神經網絡構建的第一預測模型和合并子單元，其中，第一預測模型用于基于多張單光源渲染圖預測得到光強和色溫，合并子單元用于通過將光強和色溫線性加權疊加到所有單光源渲染圖，得到粗糙效果圖；

所述著色單元包括拆分子單元、基于神經網絡構建的第二預測模型和融合子單元，其中，拆分子單元用于將粗糙效果圖拆分成反射率和粗糙著色效果圖，第二預測模型用于基于粗糙著色效果圖和單光源渲染圖預測得到精細著色效果圖，融合子單元用于融合反射率和精細著色效果圖，得到光照預測效果圖。

4.如權利要求3所述的基于神經網絡的燈光光強顏色的設計的方法，其特征在于，所述光照效果預測模型在被應用前，需要利用樣本圖像進行參數優化，優化的參數包括神經網絡的權重參數和合并子單元的權重參數。

5.如權利要求1所述的基于神經網絡的燈光光強顏色的設計的方法，其特征在于，為每張單光源渲染圖設置3個對應R、G、B三通道的權重系數，構建使所有單光源渲染圖的加權線性疊加的效果圖盡可能接近光照預測效果圖的優化目標，在對優化目標進行求解后，根據求得的權重系數計算每個光源的光強和顏色。

6.如權利要求1或5所述的基于神經網絡的燈光光強顏色的設計的方法，其特征在于，采用非負的最小二乘優化器對優化目標求解。

7.如權利要求1～6任一項所述的基于神經網絡的燈光光強顏色的設計的方法，其特征在于，還用于多視角的燈光光強顏色的設計，即對于每個固定視角，均執行步驟1，得到多視角的所有單光源渲染圖后，執行步驟2，得到多視角對應的光照預測效果圖，然后以多視角的所有單光源渲染圖和多視角對應的光照預測效果圖作為數據源，執行步驟3，得到每個光源的光強和顏色。

8.一種基于神經網絡的燈光光強顏色的設計裝置，其特征在于，包括：

渲染模塊，用于在給定視角下對場景進行每個光源在單位光強單獨發光情況下的繪制，得多張單光源渲染圖；

預測模塊，用于利用基于神經網絡構建的光照效果預測模型對所有單光源渲染圖進行光照預測，得到光照預測效果圖；

光強顏色設計模塊，用于以光強和顏色看作權重，構建以使所有單光源渲染圖的加權線性疊加的效果圖盡可能接近光照預測效果圖的優化目標，并對優化目標進行求解，以獲得每個光源的光強和顏色。

9.一種基于神經網絡的燈光光強顏色的設計系統，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上執行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1～7任一項所述的基于神經網絡的燈光光強顏色的設計方法。

10.一種計算機存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理執行時實現權利要求1～7任一項所述的基于神經網絡的燈光光強顏色的設計方法步驟。