[發明專利]虛擬環境中容積云的光照確定方法、相關設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110734503.1
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113470161B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 嚴士東
• 申請（專利權）人: 完美世界（北京）軟件科技發展有限公司
• 主分類號: G06T15/50
• 分類號: G06T15/50;G06T15/60
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產權代理有限公司 11662
• 代理人: 韓月玲

本申請涉及一種虛擬環境中容積云的光照確定方法、相關設備及存儲介質。方法包括：確定當前幀虛擬圖像中容積云的任一像素的理論光照值；確定所述當前幀虛擬圖像相對于所述當前幀虛擬圖像之前的N幀圖像在所述任一像素的遮擋變化信息；根據所述當前幀虛擬圖像相對于所述當前幀虛擬圖像之前的N幀圖像在所述任一像素的遮擋變化信息，確定所述任一像素對應的混合系數；按照所述混合系數，對所述第N幀圖像中所述任一像素的光照值以及所述理論光照值進行混合，得到所述當前幀虛擬圖像中所述任一像素的光照值。用以解決虛擬場景中的容積云的區域有運動物體時，容積云渲染后的濃度受到運動物體存在的影響，導致與模擬的真實場景存在偏差的問題。

技術領域

本申請涉及虛擬現實技術領域，尤其涉及一種虛擬環境中容積云的光照確定方法、相關設備及存儲介質。

背景技術

容積云(Volumetric Clouds)，一般稱為體積云或者體積霧，在游戲等虛擬現實場景中的體積云就是使用圖像引擎來模擬真實云霧半透明、無規則的表現效果。

光線步進(英文名稱：Ray Marching)，是制作體積云或體積霧過程中渲染光線常用的一種技術，用于實時場景的快速渲染。主要渲染思想是：模擬攝像機位置，根據視椎體的擴張角度，以攝像機位置為原點，步進式發射射線，當射線碰撞到物體之后，返回其深度信息，如果到視椎體的最大距離之前都沒有返回，那么可以以此判斷該像素點沒有對應物體，最后根據返回的信息計算光照。

為了平衡效果和效率，在使用Ray Marching制作體積云或體積霧時，經常采用時域優化技術，對制作的體積云或體積霧的光線進行優化。時域優化的主要思路為：將對三維空間中某個體素的多次光照計算分攤到多幀，也就是說，在Ray Marching計算得到的當前幀的理論光照后，將當前幀的理論光照與歷史幀的光照混合，作為當前幀最終的光照。

如果體積云或霧覆蓋的區域有物體運動，那么在物體運動的路線上，體積霧會出現鬼影(也稱為ghosting)現象，也就是說在運動物體剛離開的區域內，體積云或霧的濃度會受到運動物體存在時濃度的影響。

發明內容

本申請提供了一種虛擬環境中容積云的光照確定方法、相關設備及存儲介質，用以解決虛擬場景中的容積云的區域有運動物體時，容積云渲染后的濃度受到運動物體存在的影響，導致與模擬的真實場景存在偏差的問題。

第一方面，本申請實施例提供了一種虛擬環境中容積云的光照確定方法，包括：

確定當前幀虛擬圖像中容積云的任一像素的理論光照值；

確定所述當前幀虛擬圖像相對于所述當前幀虛擬圖像之前的N幀圖像在所述任一像素的遮擋變化信息；所述遮擋變化信息用于指示所述任一像素是否從被運動物體遮擋狀態轉換為無遮擋狀態；所述N為大于1的整數；所述N幀圖像包括第1至第N幀圖像；

根據所述當前幀虛擬圖像相對于所述當前幀虛擬圖像之前的N幀圖像在所述任一像素的遮擋變化信息，確定所述任一像素對應的混合系數；

按照所述混合系數，對所述第N幀圖像中所述任一像素的光照值以及所述理論光照值進行混合，得到所述當前幀虛擬圖像中所述任一像素的光照值，其中，所述第N幀圖像為所述當前幀虛擬圖像的前一幀圖像。

可選地，所述根據所述當前幀虛擬圖像相對于所述當前幀虛擬圖像之前的N幀圖像在所述任一像素的遮擋變化信息，確定所述任一像素對應的混合系數，包括：

若所述當前幀虛擬圖像相對于所述當前幀虛擬圖像之前的N幀圖像在所述任一像素的遮擋變化信息指示，所述任一像素從被運動物體遮擋狀態轉換為無遮擋狀態，并且最近一次在所述任一像素處出現所述運動物體是所述N幀圖像中的第k幀圖像，則確定所述任一像素對應的混合系數為，混合基數的k+1倍；