毛发材质渲染方法、装置、电子设备及可读存储介质与流程

1.本发明涉及模型渲染技术领域，尤其是涉及一种毛发材质渲染方法、装置、电子设备及可读存储介质。


背景技术：

2.在游戏中，毛发渲染能通常性能消耗较高，如果需要表现“丝丝分明”效果，直接使用建模的方式将使得面数过高，所以通常会使用其他替代方案，在达到“丝丝分明”效果的同时使模型保持较低面数量，达到效果和性能的平衡。当前较为常用的毛发渲染方案为“视差渲染”方案，需要将一个模型多次绘制(也即，多pass)以达到毛发的感觉，其性能压力仍然较大，而且模型边缘处较为平滑，无法表现出毛刺感觉，同时近距离观看模型可发现明显瑕疵。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种毛发材质渲染方法、装置、电子设备及可读存储介质，可以显著降低毛发渲染的性能压力，而且使模型具有明显毛刺感觉，还可以有效缓解近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种毛发材质渲染方法，包括：获取待渲染模型，并确定待渲染模型的最终纹理坐标；确定所述最终纹理坐标对应的第一偏移量，基于所述第一偏移量对所述最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片；对所述偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片，以使所述采样后纹理坐标面片产生毛发感；确定所述采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，基于所述第二偏移量调整所述采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。
5.第二方面，本发明实施例还提供一种毛发材质渲染装置，包括：排布模块，用于获取待渲染模型，并确定待渲染模型的最终纹理坐标；第一偏移模块，用于确定所述最终纹理坐标对应的第一偏移量，基于所述第一偏移量对所述最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片；采样模块，用于对所述偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片，以使所述采样后纹理坐标面片产生毛发感；第二偏移模块，用于确定所述采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，基于所述第二偏移量调整所述采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。
6.第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项所述的方法。
7.第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现第一方面提供的任一项所述的方法。
8.本发明实施例提供的毛发材质渲染方法、装置、电子设备及可读存储介质，在获取
待渲染模型之后，确定待渲染模型的最终纹理坐标，再确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，以基于第一偏移量对最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片，再对偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片，以使采样后纹理坐标面片产生毛发感，最后确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，以基于第二偏移量调整采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。上述方法在实际渲染前，对待渲染模型的纹理坐标面片进行重新排布，以模拟多次绘制待渲染模型，以显著降低毛发渲染的性能压力，在此基础上基于第一偏移量进行顶点偏移和贴图采用，可以使模型具有明显毛刺感觉，最后基于第二偏移量调整面片朝向，以得到毛发材质渲染效果较好的毛发材质模型，本发明实施例还可以有效缓解近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。
9.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
10.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
11.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为本发明实施例提供的一种现有毛发渲染方案的示意图；
13.图2为本发明实施例提供的一种毛发材质渲染方法的流程示意图；
14.图3为本发明实施例提供的一种纹理坐标结构示意图；
15.图4为本发明实施例提供的一种待渲染模型示意图；
16.图5为本发明实施例提供的一种材质编辑器的示意图；
17.图6为本发明实施例提供的另一种待渲染模型的示意图；
18.图7为本发明实施例提供的另一种待渲染模型的示意图；
19.图8为本发明实施例提供的另一种待渲染模型的示意图；
20.图9为本发明实施例提供的另一种材质编辑器的示意图；
21.图10为本发明实施例提供的一种毛发材质模型示意图；
22.图11为本发明实施例提供的一种毛发材质渲染装置的结构示意图；
23.图12为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
24.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.目前，参见图1所示的一种现有毛发渲染方案的示意图，现有毛发渲染方案在顶点
阶段让mesh膨胀一点，模拟毛发蓬松效果(也可不加)；再加上毛发抖动的偏移值，配合之后做毛发抖动；在像素阶段采样多层视差贴图，模拟毛发效果，其中每层的视差uv(纹理坐标)要反向补上每层的偏移值，这样配合之前的顶点偏移，刚好能产生视觉上底部不动，越往上晃动越大的效果。现有毛发渲染方案中完成顶点阶段和像素阶段为一个pass，对于一个模型重复多次进行顶点阶段和素阶段，每一个pass都将顶点位置向外扩展一个固定值，并且视差贴图逐层修正uv偏移，最终获得视觉上毛发效果。但是上述毛发渲染方案存在性能压力较大、毛刺感觉较差、具有明显瑕疵等问题，基于此，本发明实施提供了一种毛发材质渲染方法、装置、电子设备及可读存储介质，可以显著降低毛发渲染的性能压力，而且使模型具有明显毛刺感觉，还可以有效缓解近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。
26.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种毛发材质渲染方法进行详细介绍，参见图2所示的一种毛发材质渲染方法的流程示意图，该方法主要包括以下步骤s202至步骤s208：
27.步骤s202，获取待渲染模型，并确定待渲染模型的最终纹理坐标。其中，将待渲染模型的每个面展开平铺以得到纹理坐标展开图，将待渲染模型的每个面叠加并充满整个纹理坐标作为待渲染模型的最终纹理坐标。
28.步骤s204，确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，基于第一偏移量对最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片。在一种实施方式中，可以使用最终纹理坐标中顶点的纹理坐标作为参数，对每一个顶点均进行顶点偏移，以使每一个顶点都向外挤出，效果上表现为每一个顶点均变成面片，该面片可记为偏移后纹理坐标面片。
29.步骤s206，对偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片，以使采样后纹理坐标面片产生毛发感。在一种实施方式中，对于偏移后纹理坐标面片的每一个uv都进行贴图采样，以使采样后纹理坐标面片产生毛发感。
30.步骤s208，确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，基于第二偏移量调整采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。其中，第二偏移量用于调整面片朝向。在一种实施方式中，可以使用采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标作为参数，对每一个顶点均进行顶点偏移，以使面片朝向面向摄像机，从而有效改善部分位置毛发穿插感严重的问题。
31.本发明实施例提供的毛发材质渲染方法，在实际渲染前，对待渲染模型的纹理坐标面片进行重新排布，以模拟多次绘制待渲染模型，以显著降低毛发渲染的性能压力，在此基础上基于第一偏移量进行顶点偏移和贴图采用，可以使模型具有明显毛刺感觉，最后基于第二偏移量调整面片朝向，以得到毛发材质渲染效果较好的毛发材质模型，本发明实施例还可以有效缓解近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。
32.为便于对前述实施例进行理解，本发明实施例提供了一种毛发材质渲染方法的具体实施方式。
33.具体的，本发明实施例提供了一种步骤s202的实施方式，在确定待渲染模型的最终纹理坐标时，可以参见如下：
34.待渲染模型的每个面展开平铺以得到纹理坐标展开图(也即，初始的纹理坐标)，将模型的每个面叠加并充满整个纹理坐标作为待渲染模型的最终纹理坐标(也即，特殊处理后的纹理坐标)。示例性的，参见图3所示的一种纹理坐标示意图，其中，左图为初始纹理
坐标，右图为特殊处理后的纹理坐标。以正方体的待渲染模型为例，软件默认的纹理坐标展开图如左图所示，将模型的每个面叠加并充满整个纹理坐标摆放即为特殊处理后的纹理坐标，如右图所示。
35.示例性的，参见图4所示的一种待渲染模型示意图，图4示意出了重新排布后的待渲染模型。在一种实施方式中，可以将初始纹理坐标结构均匀多次的重新排布至待渲染模型，诸如图4所示，从而将待渲染模型每个面的四个顶点充满整个uv。
36.具体的，本发明实施例提供了一种步骤s204的实施方式，在确定最终纹理坐标对应的第一偏移量时，可以根据最终纹理坐标中顶点的纹理坐标、模型法线、强度控制参数和切线空间至世界空间矩阵，确定最终纹理坐标对应的第一偏移量。在一种具体的实施方式中，可以参见如下步骤1至步骤3：
37.步骤1，将最终纹理坐标中顶点的纹理坐标映射至指定切线区间。可选的，可以将顶点的uv从[0，1]映射至[-1,1]，其中，指定切线区间也即[-1,1]。示例性的，可以通过“(uv*2)-1”将顶点的uv从[0，1]映射至[-1,1]。
[0038]
步骤2，基于指定切线区间内的纹理坐标、模型法线、强度控制参数，生成最终纹理坐标中顶点对应的三维向量。在一种实施方式中，可以将指定切线区间内的纹理坐标“(uv*2)-1”、模型自生法线normal、强度控制参数customvalue的乘积作为顶点对应的三维向量，其中，强度控制参数customvalue为自定义参数。
[0039]
步骤3，根据切线空间至世界空间矩阵，将最终纹理坐标中顶点对应的三维向量从指定切线区间映射至世界空间，得到最终纹理坐标对应的第一偏移量。
[0040]
为便于理解，参见图5所示的一种材质编辑器的示意图，图5中各节点含义如下所示：multiply:数学符号“乘以”；subtract：数学符号“减”；saturate：一个函数“将输入的数值限制在0-1范围内；mask b：输出输入值的b通道；texcoord：模型的uv；vertexnormalws：顶点的法线(世界坐标空间)；append：将多个值组成新的向量，图中a为二维向量，b为一维向量，所以输出的是三维向量(a.x,a.y,b.x)；zoffset:自定义参数，等同于customvuale；zpower，整体再调整一次强度，等同于customvual。
[0041]
如图5所示的公式，可以按照该公式得到第一偏移量：
[0042]
vec3((uv*2)-1,normal.b*customvuale)*x；
[0043]
其中，x为【切线空间to世界空间矩阵】(也即，上述切线空间至世界空间矩阵)，由游戏引擎(ue)提供；(uv*2)-1是将uv从[0，1]映射至[-1,1]，normal.b*customvuale中normal为模型自生法线，customvalue为自定义参数，控制强度。
[0044]
在实际应用中，通过特殊uv排布后，每个四边面都会分布一个uv结构，再通过前述第一偏移量的计算公式确定第一偏移量，基于该第一偏移量对最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移，可以达到向外挤出的效果，诸如图6所示的另一种待渲染模型的示意图以及图7所示的另一种待渲染模型的示意图，图6以正方体模型为例示意出了顶点偏移之后的向外挤出效果，图7示意出了对待渲染模型中每个最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移之后的向外挤出效果。
[0045]
具体的，本发明实施例提供了一种步骤s206的实施方式，在对偏移后纹理坐标面片进行贴图采样时，可以利用毛发贴图对偏移后纹理坐标面片进行贴图采样，贴图采样为正常直接采样，诸如图8所示的另一种待渲染模型的示意图，其中左图为待渲染模型所使用
的毛发贴图，右图为贴图采样后的待渲染模型的效果图。
[0046]
具体的，本发明实施例提供了一种步骤s206的实施方式，在确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量时，可以根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标、强度控制参数、本地空间至世界空间矩阵，确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。在一种具体的实施方式中，可以参见如下步骤a至步骤b：
[0047]
步骤a，根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标和强度控制参数，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量。具体参见如下步骤a1至步骤a3：
[0048]
步骤a1，在摄像机空间下，根据采样后纹理坐标面片中顶点，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量。在一种实施方式中，可以在摄像机空间下对采样后纹理坐标面片中顶点进行映射，将uv左边从[0,1]映射到[-1，1]，即可得到顶点对应的初始朝向向量。
[0049]
步骤a2，根据摄像机空间至本地空间矩阵，将采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量从摄像机空间映射至本地空间。在一种实施方式中，可以通过游戏引擎提供的摄像机空间至本地空间矩阵，将初始朝向向量从摄像机坐标空间转换到本地坐标空间。
[0050]
步骤a3，在本地空间下，利用强度控制参数对采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量进行缩放，得到采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量。可选的，计算强度控制参数与顶点对应的初始朝向向量的乘积，即可实现对初始朝向向量的缩放，进而得到顶点对应的目标朝向向量。
[0051]
步骤b，根据本地空间至世界空间矩阵，将采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量从本地空间映射至世界空间，得到采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。在一种实施方式中，可以通过游戏引擎提供的本地空间至世界空间矩阵，将目标朝向向量从本地坐标空间转换到世界坐标系空间，即可得到所需的第二偏移量。
[0052]
为便于理解，参见图9所示的另一种材质编辑器的示意图，图9中各节点含义如下所示：lerp：在a和b之间进行插值，最后取值取决于alpha，alpha＝0取值a，alpha＝1，取值b；polygonsize：自定义参数，相当于customvalue。
[0053]
如图9所示的公式，可以按照该公式得到第二偏移量：
[0054]
vec3((uv*2)-1,0)*y*customvuale*z；
[0055]
其中(uv*2)-1是将uv左边从[0,1]映射到[-1，1]；y为【摄像机空间to本地空间矩阵】(也即摄像机空间至本地空间矩阵)，为引擎内置矩阵，可以将某个向量从摄像机坐标空间转换到本地坐标空间；z为【本地空间to世界空间矩阵】(也即本地空间至世界空间矩阵)，为引擎内置矩阵，可以将某个向量从本地坐标空间转换到世界坐标系空间。
[0056]
由于每个采样后纹理坐标面片的面片朝向不一致，导致部分位置可能会存在穿插感严重的情况，因此需要重新计算每个采样后纹理坐标面片的面片朝向，使其面向摄像机，利用第二偏移量替代顶点偏移的值(也即，前述第一偏移量)，诸如图10所示的一种毛发材质模型示意图，图10示意出了本发明实施例提供的毛发材质渲染方法最终的渲染效果。
[0057]
综上所述，本发明实施例提供的毛发材质渲染方法，不适用多pass渲染，本发明实施例通过一个pass呈现最终效果，可以有效降低性能压力；另外，本发明实施例通过顶点偏移、贴图采样实现了边缘毛刺效果；再者，本发明实施例未使用现有的视差算法，因此不存在视差算法固有的瑕疵问题，通过本发明实施例提供的毛发材质渲染方法渲染得到的模型
在非常近距离查看的情况下也不存在明显瑕疵。
[0058]
对于前述实施例提供的毛发材质渲染方法，本发明实施例提供了一种毛发材质渲染装置，参见图11所示的一种毛发材质渲染装置的结构示意图，该装置主要包括以下部分：
[0059]
排布模块1102，用于获取待渲染模型，并确定待渲染模型的最终纹理坐标；
[0060]
第一偏移模块1104，用于确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，基于第一偏移量对最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片；
[0061]
采样模块1106，用于对偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片，以使采样后纹理坐标面片产生毛发感；
[0062]
第二偏移模块1108，用于确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，基于第二偏移量调整采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。
[0063]
本发明实施例提供的毛发材质渲染装置，在实际渲染前，对待渲染模型的纹理坐标面片进行重新排布，以模拟多次绘制待渲染模型，以显著降低毛发渲染的性能压力，在此基础上基于第一偏移量进行顶点偏移和贴图采用，可以使模型具有明显毛刺感觉，最后基于第二偏移量调整面片朝向，以得到毛发材质渲染效果较好的毛发材质模型，本发明实施例还可以有效缓解近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。
[0064]
在一种实施方式中，排布模块1102还用于：将所述待渲染模型的每个面展开平铺以得到纹理坐标展开图，将所述待渲染模型的每个面叠加并充满整个纹理坐标作为所述待渲染模型的最终纹理坐标。
[0065]
在一种实施方式中，第一偏移模块1104还用于：根据最终纹理坐标中顶点的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数和切线空间至世界空间矩阵，确定最终纹理坐标对应的第一偏移量。
[0066]
在一种实施方式中，第一偏移模块1104还用于：将最终纹理坐标中顶点的纹理坐标映射至指定切线区间；基于指定切线区间内的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数，生成最终纹理坐标中顶点对应的三维向量；根据切线空间至世界空间矩阵，将最终纹理坐标中顶点对应的三维向量从指定切线区间映射至世界空间，得到最终纹理坐标对应的第一偏移量。
[0067]
在一种实施方式中，第二偏移模块1108还用于：根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标、强度控制参数、本地空间至世界空间矩阵，确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。
[0068]
在一种实施方式中，第二偏移模块1108还用于：根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标和强度控制参数，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量；根据本地空间至世界空间矩阵，将采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量从本地空间映射至世界空间，得到采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。
[0069]
在一种实施方式中，第二偏移模块1108还用于：在摄像机空间下，根据采样后纹理坐标面片中顶点，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量；根据摄像机空间至本地空间矩阵，将采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量从摄像机空间映射至本地空间；在本地空间下，利用强度控制参数对采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量进行缩放，得到采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量。
[0070]
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相
同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0071]
本发明实施例提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器运行时执行：
[0072]
一种毛发材质渲染方法，包括：获取待渲染模型，并确定待渲染模型的最终纹理坐标；确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，基于第一偏移量对最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片；对偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片，以使采样后纹理坐标面片产生毛发感；确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，基于第二偏移量调整采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。
[0073]
在一种实施方式中，确定待渲染模型的最终纹理坐标，包括：将所述待渲染模型的每个面展开平铺以得到纹理坐标展开图，将所述待渲染模型的每个面叠加并充满整个纹理坐标作为所述待渲染模型的最终纹理坐标。
[0074]
在一种实施方式中，确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，包括：根据纹理坐标结构中顶点的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数和切线空间至世界空间矩阵，确定最终纹理坐标对应的第一偏移量。
[0075]
在一种实施方式中，根据最终纹理坐标中顶点的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数和切线空间至世界空间矩阵，确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，包括：将最终纹理坐标中顶点的纹理坐标映射至指定切线区间；基于指定切线区间内的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数，生成最终纹理坐标中顶点对应的三维向量；根据切线空间至世界空间矩阵，将最终纹理坐标中顶点对应的三维向量从指定切线区间映射至世界空间，得到最终纹理坐标对应的第一偏移量。
[0076]
在一种实施方式中，确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，包括：根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标、强度控制参数、本地空间至世界空间矩阵，确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。
[0077]
在一种实施方式中，根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标、强度控制参数、本地空间至世界空间矩阵，确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，包括：根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标和强度控制参数，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量；根据本地空间至世界空间矩阵，将采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量从本地空间映射至世界空间，得到采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。
[0078]
在一种实施方式中，根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标和强度控制参数，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量，包括：在摄像机空间下，根据采样后纹理坐标面片中顶点，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量；根据摄像机空间至本地空间矩阵，将采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量从摄像机空间映射至本地空间；在本地空间下，利用强度控制参数对采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量进行缩放，得到采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量。
[0079]
本发明实施例提供的电子设备，在实际渲染前，对待渲染模型的纹理坐标面片进行重新排布，以模拟多次绘制待渲染模型，以显著降低毛发渲染的性能压力，在此基础上基于第一偏移量进行顶点偏移和贴图采用，可以使模型具有明显毛刺感觉，最后基于第二偏移量调整面片朝向，以得到毛发材质渲染效果较好的毛发材质模型，本发明实施例还可以有效缓解近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。
[0080]
图12为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备100包括：处理器120，存储器121，总线122和通信接口123，所述处理器120、通信接口123和存储器121通过总线122连接；处理器120用于执行存储器121中存储的可执行模块，例如计算机程序。
[0081]
其中，存储器121可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口123(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
[0082]
总线122可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图12中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0083]
其中，存储器121用于存储程序，所述处理器120在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器120中，或者由处理器120实现。
[0084]
处理器120可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器120中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器120可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器121，处理器120读取存储器121中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0085]
本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行：
[0086]
一种毛发材质渲染方法，包括：获取待渲染模型，并确定待渲染模型的最终纹理坐标；确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，基于第一偏移量对最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片；对偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片，以使采样后纹理坐标面片产生毛发感；确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，基于第二偏移量调整采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。
[0087]
在一种实施方式中，确定待渲染模型的最终纹理坐标，包括：将所述待渲染模型的每个面展开平铺以得到纹理坐标展开图，将所述待渲染模型的每个面叠加并充满整个纹理坐标作为所述待渲染模型的最终纹理坐标。
[0088]
在一种实施方式中，确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，包括：根据纹理坐标结构中顶点的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数和切线空间至世界空间矩阵，确定最终纹理坐标对应的第一偏移量。
[0089]
在一种实施方式中，根据最终纹理坐标中顶点的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数和切线空间至世界空间矩阵，确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，包括：将最终纹理坐标中顶点的纹理坐标映射至指定切线区间；基于指定切线区间内的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数，生成最终纹理坐标中顶点对应的三维向量；根据切线空间至世界空间矩阵，将最终纹理坐标中顶点对应的三维向量从指定切线区间映射至世界空间，得到最终纹理坐标对应的第一偏移量。
[0090]
在一种实施方式中，确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，包括：根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标、强度控制参数、本地空间至世界空间矩阵，确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。
[0091]
在一种实施方式中，根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标、强度控制参数、本地空间至世界空间矩阵，确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，包括：根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标和强度控制参数，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量；根据本地空间至世界空间矩阵，将采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量从本地空间映射至世界空间，得到采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。
[0092]
在一种实施方式中，根据采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标和强度控制参数，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量，包括：在摄像机空间下，根据采样后纹理坐标面片中顶点，确定采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量；根据摄像机空间至本地空间矩阵，将采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量从摄像机空间映射至本地空间；在本地空间下，利用强度控制参数对采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量进行缩放，得到采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量。
[0093]
本发明实施例提供的可读存储介质，在实际渲染前，对待渲染模型的纹理坐标面片进行重新排布，以模拟多次绘制待渲染模型，以显著降低毛发渲染的性能压力，在此基础上基于第一偏移量进行顶点偏移和贴图采用，可以使模型具有明显毛刺感觉，最后基于第二偏移量调整面片朝向，以得到毛发材质渲染效果较好的毛发材质模型，本发明实施例还可以有效缓解近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。
[0094]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0095]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种毛发材质渲染方法，其特征在于，包括：获取待渲染模型，并确定待渲染模型的最终纹理坐标；确定所述最终纹理坐标对应的第一偏移量，基于所述第一偏移量对所述最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片；对所述偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片以使所述采样后纹理坐标面片产生毛发感；确定所述采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，基于所述第二偏移量调整所述采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。2.根据权利要求1所述的毛发材质渲染方法，其特征在于，确定待渲染模型的最终纹理坐标，包括：将所述待渲染模型的每个面展开平铺以得到纹理坐标展开图，将所述待渲染模型的每个面叠加并充满整个纹理坐标作为所述待渲染模型的最终纹理坐标。3.根据权利要求1所述的毛发材质渲染方法，其特征在于，确定所述最终纹理坐标对应的第一偏移量，包括：根据所述最终纹理坐标中顶点的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数和切线空间至世界空间矩阵，确定所述最终纹理坐标对应的第一偏移量。4.根据权利要求3所述的毛发材质渲染方法，其特征在于，根据所述最终纹理坐标中顶点的纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数和切线空间至世界空间矩阵，确定所述最终纹理坐标对应的第一偏移量，包括：将所述最终纹理坐标中顶点的纹理坐标映射至指定切线区间；基于所述指定切线区间内的所述纹理坐标、模型自生法线、强度控制参数，生成所述最终纹理坐标中顶点对应的三维向量；根据切线空间至世界空间矩阵，将所述最终纹理坐标中顶点对应的三维向量从所述指定切线区间映射至世界空间，得到所述最终纹理坐标对应的第一偏移量。5.根据权利要求1所述的毛发材质渲染方法，其特征在于，确定所述采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，包括：根据所述采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标、强度控制参数、本地空间至世界空间矩阵，确定所述采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。6.根据权利要求5所述的毛发材质渲染方法，其特征在于，根据所述采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标、强度控制参数、本地空间至世界空间矩阵，确定所述采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，包括：根据所述采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标和强度控制参数，确定所述采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量；根据本地空间至世界空间矩阵，将所述采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量从本地空间映射至世界空间，得到所述采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量。7.根据权利要求6所述的毛发材质渲染方法，其特征在于，根据所述采样后纹理坐标面片中顶点的纹理坐标和强度控制参数，确定所述采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量，包括：在摄像机空间下，根据所述采样后纹理坐标面片中顶点，确定所述采样后纹理坐标面
片中顶点对应的初始朝向向量；根据摄像机空间至本地空间矩阵，将所述采样后纹理坐标面片中顶点对应的所述初始朝向向量从所述摄像机空间映射至本地空间；在所述本地空间下，利用所述强度控制参数对所述采样后纹理坐标面片中顶点对应的初始朝向向量进行缩放，得到所述采样后纹理坐标面片中顶点对应的目标朝向向量。8.一种毛发材质渲染装置，其特征在于，包括：排布模块，用于获取待渲染模型，并确定待渲染模型的最终纹理坐标；第一偏移模块，用于确定所述最终纹理坐标对应的第一偏移量，基于所述第一偏移量对所述最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片；采样模块，用于对所述偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片，以使所述采样后纹理坐标面片产生毛发感；第二偏移模块，用于确定所述采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，基于所述第二偏移量调整所述采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至7任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至7任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种毛发材质渲染方法、装置、电子设备及可读存储介质，包括：获取待渲染模型，并确定待渲染模型的最终纹理坐标；确定最终纹理坐标对应的第一偏移量，基于第一偏移量对最终纹理坐标中顶点进行顶点偏移得到偏移后纹理坐标面片；对偏移后纹理坐标面片进行贴图采样得到采样后纹理坐标面片，以使采样后纹理坐标面片产生毛发感；确定采样后纹理坐标面片对应的第二偏移量，基于第二偏移量调整采样后纹理坐标面片的面片朝向得到毛发材质模型。本发明可以显著降低毛发渲染的性能压力，而且使模型具有明显毛刺感觉，还可以有效缓解近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。近距离观看模型可发现明显瑕疵的问题。


技术研发人员：张翔
受保护的技术使用者：网易(杭州)网络有限公司
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/9/14