CN112734896B - 环境遮蔽渲染方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及图像处理领域，具体涉及一种环境遮蔽渲染方法、一种环境遮蔽渲染装置、一种计算机可读存储介质和一种电子设备。该环境遮蔽渲染方法包括确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点；将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于所述采样点的世界坐标确定纹理贴图；确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，并根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图渲染与所述目标对象对应的环境遮蔽图像。本公开的环境遮蔽渲染方法能够在模拟环境遮蔽效果的同时，降低CPU的开销。
Description
技术领域
本公开涉及图像处理领域，具体涉及一种环境遮蔽渲染方法、一种环境遮蔽渲染装置、一种计算机可读存储介质和一种电子设备。
背景技术
在实时渲染的应用中，当角色处于室内或者大面积阴影内部时，脚下就失去了明暗对比。对于PC或者游戏主机而言，一般采用屏幕空间的环境遮蔽效果来解决这个问题，但是在移动平台，由于受性能以及发热的限制，需要一种更轻量的解决方案。
在现有技术中，通常采用两种方法来解决这个问题：
一种是使用面片，通过在角色脚下创建一个面片，使用一张圆形的纹理采取alphablend进行绘制。但这种方法在地面有坡度或者凹凸不平时，可能会造成错误的遮挡关系，或者采用软粒子的方式柔和插入到地面的硬边，但阴影效果较差。
另一种是利用projector的方式进行阴影绘制，首先通过projector的视景体裁剪出处于projector内的模型，然后对这些模型传入projector的投影矩阵再渲染一遍，以得到采样uv。但这种方法需要CPU做一次视景体裁剪，消耗CPU性能，另外，被投影的模型需要再渲染一遍，如果模型面数巨大，则造成比较大的CPU开销。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种环境遮蔽渲染方法、一种环境遮蔽渲染装置、一种计算机可读存储介质和一种电子设备，旨在模拟环境遮蔽效果的同时，降低CPU的开销。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开实施例的一个方面，提供了一种环境遮蔽渲染方法，包括：确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点；将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于所述采样点的世界坐标确定纹理贴图；确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，并根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图渲染与所述目标对象对应的环境遮蔽图像。
根据本公开的一些实施例，基于前述方案，所述确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点，包括：获取位于相机坐标空间的目标对象对应的渲染模型；根据所述渲染模型计算视景体模型；渲染所述视景体模型并进行深度测试，以标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点。
根据本公开的一些实施例，基于前述方案，所述渲染所述视景体模型并进行深度测试，以标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点，包括：渲染所述视景体模型的第一面得到第一渲染模型，对所述第一渲染模型进行深度测试，计算第一模板数值；渲染所述视景体模型的第二面得到第二渲染模型，对所述第二渲染模型进行深度测试，基于第一模板数值计算第二模板数值；根据所述第二模板数值标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点。
根据本公开的一些实施例，基于前述方案，所述视景体模型的第一面包括面向相机的一面或远离相机的一面。
根据本公开的一些实施例，基于前述方案，所述方法还包括：计算所述采样点的世界坐标，包括：渲染所述视景体模型以获取所述采样点的深度值；根据所述采样点的深度值计算所述采样点的世界坐标。
根据本公开的一些实施例，基于前述方案，所述将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于所述采样点的世界坐标确定纹理贴图，包括：利用投影组件将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，以获取透视矩阵；根据所述透视矩阵和所述采样点的世界坐标计算投影贴图；采样阴影纹理，并根据所述阴影纹理将所述投影贴图生成所述纹理贴图。
根据本公开的一些实施例，基于前述方案，所述确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，包括：根据所述采样点的投影位置坐标和世界坐标计算所述采样点的高度差；以及设置环境遮蔽渐变距离；根据所述高度差和所述环境遮蔽渐变距离计算所述环境遮蔽渲染值。
根据本公开实施例的第二个方面，提供了一种环境遮蔽渲染装置，包括：标记模块，用于确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点；投影模块，用于将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于所述采样点的世界坐标确定纹理贴图；绘制模块，用于确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，并根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图渲染与所述目标对象对应的环境遮蔽图像。
根据本公开实施例的第三个方面，提供了一种一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述实施例中的环境遮蔽渲染方法。
根据本公开实施例的第四个方面，提供了一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中的环境遮蔽渲染方法。
本公开示例性实施例可以具有以下部分或全部有益效果：
在本公开的一些实施例所提供的技术方案中，一方面，将目标对象处于投影空间内的像素点标记为采样点，然后将所述采样点通过透视变换投影至透视空间并计算纹理贴图，最后根据所述纹理贴图绘制上所述目标对象的环境遮蔽图像。一方面，通过标记投影空间内的像素点为采样点可以避免对目标对象的视景体做一遍裁剪，保证了环境遮蔽效果的同时，也省去了CPU计算，从而可以应用于移动端减少性能以及发热的限制；另一方面，在绘制环境遮蔽图像时只将采样点投影至透视空间，做一些模拟环境遮蔽的计算，从而避免渲染全部的投影模型，在模型面数巨大或复杂时也有不错的环境遮蔽效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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。在附图中：
图1示意性示出本公开示例性实施例中一种使用面片的环境遮蔽渲染方法的示意图；
图2示意性示出本公开示例性实施例中一种环境遮蔽渲染方法的流程示意图；
图3示意性示出本公开示例性实施例中一种视景体模型的示意图；
图4示意性示出本公开示例性实施例中一种处于视景体模型投影空间内采样点的示意图；
图5示意性示出本公开示例性实施例中一种环境遮蔽渲染装置的组成示意图；
图6示意性示出本公开示例性实施例中一种计算机可读存储介质的示意图；
图7示意性示出本公开示例性实施例中一种电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
在实时渲染中，角色得脚下阴影可以通过环境遮蔽效果来解决。图1示意性示出本公开示例性实施例中一种使用面片的环境遮蔽渲染方法的示意图，如图1所示，通过在角色脚下创建一个面片，使用一张圆形的纹理采取alpha blend进行绘制。但这种方法在地面有坡度或者凹凸不平时，可能会造成错误的遮挡关系，或者采用软粒子的方式柔和插入到地面的硬边，但阴影效果较差。
另一种是利用projector的方式进行阴影绘制，首先通过projector的视景体裁剪出处于projector内的模型，然后对这些模型传入projector的投影矩阵再渲染一遍，以得到采样uv，但这种方法需要CPU做一次视景体裁剪，消耗CPU性能，另外，被投影的模型需要再渲染一遍，如果模型面数巨大，则造成比较大的CPU开销。
鉴于相关技术中存在的问题，本公开提供一种环境遮蔽渲染方法，旨在提供一种更轻量的解决方案，适用于性能以及发热受限制的移动端。以下对本公开实施例的技术方案的实现细节进行详细阐述。
图2示意性示出本公开示例性实施例中一种环境遮蔽渲染方法的流程示意图，如图2所示，该环境遮蔽渲染方法包括步骤S1至步骤S3：
S1，确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点；
S2，将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于所述采样点的世界坐标确定纹理贴图；
S3，确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，并根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图渲染与所述目标对象对应的环境遮蔽图像。
在本公开的一些实施例所提供的技术方案中，一方面，将目标对象处于投影空间内的像素点标记为采样点，然后将所述采样点通过透视变换投影至透视空间并计算纹理贴图，最后根据所述纹理贴图绘制上所述目标对象的环境遮蔽图像。一方面，通过标记投影空间内的像素点为采样点可以避免对目标对象的视景体做一遍裁剪，保证了环境遮蔽效果的同时，也省去了CPU计算，从而可以应用于移动端减少性能以及发热的限制。另一方面，在绘制环境遮蔽图像时只将采样点投影至透视空间，做一些模拟环境遮蔽的计算，从而避免渲染全部的投影模型，在模型面数巨大或复杂时也有不错的环境遮蔽效果。
下面，将结合附图及实施例对本示例实施方式中的环境遮蔽渲染方法的各个步骤进行更详细的说明。
在步骤S1中，确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点。
在本公开的一个实施例中，所述确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点，包括：
步骤S11：获取位于相机坐标空间的目标对象对应的渲染模型。
具体而言，目标对象即需要绘制环境遮蔽(AO)效果的图像，例如绘制脚下阴影时，目标对象即为角色的双脚。目标对象位于世界坐标空间，世界坐标系是系统的绝对坐标系，位置固定不变，此时目标对象还不能呈现于屏幕。
将位于世界坐标空间的目标对象通过坐标系转换至相机坐标空间，以得到相机坐标空间的目标对象。相机坐标系是以相机的聚焦中心为原点，以光轴为Z轴建立的三维直角坐标系。
转换至相机坐标空间后可以获得目标对象对应的渲染模型。相机进行常规的渲染得到渲染模型，其中渲染模型包括：目标对象在相机坐标空间中的位置坐标以及深度信息。位置坐标即目标对象转换至相机坐标空间后得到的在相机坐标空间中的坐标；深度信息可以从深度缓冲区中获得，深度缓冲区的作用就是区分颜色所在的层次，防止把被遮挡住的颜色显示出来，存储有渲染模型中各像素点从图像采集器(相机)到场景中各像素点的深度值。
现有技术中有多种将世界坐标系转换为相机坐标系并获得相机坐标空间中的渲染模型，以获取位置坐标和深度信息，此处不作详细阐述。
步骤S12：根据所述渲染模型计算视景体模型。
具体而言，根据相机坐标空间定义了相机的位置和方向，但是相机的视野不是无限远的，必须为它制定一个视景体，在视景体内(即投影空间内)的物体将被投影到视平面，不在视景体内的物体将被丢弃不处理。
图3示意性示出本公开示例性实施例中一种视景体模型的示意图。三维图形通常采用透视投影，对于透视投影来说，如图3所示，视景体模型是一个四棱台，301为相机坐标空间中的虚拟相机，即投影中心，302为视景体模型的近裁切面(Near)，303为视景体模型的远裁切面(Far)。
需要说明的是，视景体模型需要根据渲染模型来计算，可以通过阴影体(ShadowVolume)技术，渲染目标对象对应的渲染模型投影包围盒作为视景体，使得视景体能够包围住目标对象对应的渲染模型。
步骤S13：渲染所述视景体模型并进行深度测试，以标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点。
在本公开的一个实施例中，标记处于视景体模型投影空间内的像素点可以采用Shadow Volume算法。所述渲染所述视景体模型并进行深度测试，以标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点可以包括以下步骤：
步骤S131，渲染所述视景体模型的第一面得到第一渲染模型，对所述第一渲染模型进行深度测试，计算第一模板数值；
步骤S132，渲染所述视景体模型的第二面得到第二渲染模型，对所述第二渲染模型进行深度测试，基于第一模板数值计算第二模板数值；
步骤S133，根据所述第二模板数值标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点。
深度测试也就是比较当前像素点的深度和对应深度缓冲区中像素点的深度值。在本公开中，设置模板缓冲区对深度测试结果进行计算，从而标记处于视景体模型投影空间内的像素点。
在本公开的一个实施例中，视景体模型的第一面可以是视景体模型的正面，即面向相机的一面；视景体模型的第二面可以是视景体模型的反面，即远离相机的一面，那么步骤S13具体可以包括以下步骤：
步骤S131，渲染所述视景体模型的第一面得到第一渲染模型，对所述第一渲染模型进行深度测试，计算第一模板数值。
具体而言，首先渲染视景体模型的正面并进行深度测试：如果当前像素点的深度值比深度缓冲区小，则深度测试通过，递增模板缓冲区，模板数值加1；如果当前像素点的深度值比深度缓冲区大，则深度测试失败，模板数值不变。对渲染表面上的每个像素点进行深度测试，依次得到各像素点的第一模板数值，此时不需要输出颜色。
步骤S132，渲染所述视景体模型的第二面得到第二渲染模型，对所述第二渲染模型进行深度测试，基于第一模板数值计算第二模板数值。
具体而言，渲染视景体模型的反面并进行深度测试：如果当前像素点的深度值比深度缓冲区小，则深度测试通过，模板数值不变；如果当前像素点的深度值比深度缓冲区大，则深度测试失败，递减模板缓冲区，模板数值减1。对渲染表面上的每个像素点进行深度测试，基于第一模板数值进行模板数值的计算，得到第二模板数值，此时不需要输出颜色。
步骤S133，根据所述第二模板数值标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点。
其中，第二模板数值大于0，则为处于投影空间内的像素点，将这些像素点标记为采样点，此时可以输出颜色，用于观看标记细节。
图4示意性示出本公开示例性实施例中一种处于视景体模型投影空间内采样点的示意图，如图4所示，例如需要绘制脚下的环境遮蔽效果，401为虚拟相机，402为近裁切面，403为标记平面，可以标记处于视景体内部的采样点，也就是需要绘制阴影的地平面，404为远裁切面。
在本公开的一个实施例中，视景体模型的第一面可以是视景体模型的反面，即远离相机的一面；视景体模型的第二面可以是视景体模型的正面，即面向相机的一面，那么步骤S13具体可以包括以下步骤：
步骤S131，渲染所述视景体模型的第一面得到第一渲染模型，对所述第一渲染模型进行深度测试，计算第一模板数值。
具体而言，首先渲染视景体模型的反面并进行深度测试：如果当前像素点的深度值比深度缓冲区小，则深度测试通过，模板数值不变；如果当前像素点的深度值比深度缓冲区大，则深度测试失败，递增模板缓冲区，模板数值加1。对渲染表面上的每个像素点进行深度测试，依次得到各像素点的第一模板数值，此时不需要输出颜色。
步骤S132，渲染所述视景体模型的第二面得到第二渲染模型，对所述第二渲染模型进行深度测试，基于第一模板数值计算第二模板数值。
具体而言，渲染视景体模型的正面并进行深度测试：如果当前像素点的深度值比深度缓冲区小，则深度测试通过，模板数值不变；如果当前像素点的深度值比深度缓冲区大，则深度测试失败，递减模板缓冲区，模板数值减1。对渲染表面上的每个像素点进行深度测试，基于第一模板数值进行模板数值的计算，得到第二模板数值，此时不需要输出颜色。
步骤S133，根据所述第二模板数值标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点，如图4所示，标记的采样点处于403标记平面中。
其中，第二模板数值大于0，则为处于投影空间内的像素点，将这些像素点标记为采样点，并输出颜色。
通过Shadow Volume算法标记处于投影空间内的像素点，可以避免CPU做一次视景体裁剪，降低CPU的消耗。
在步骤S2中，将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于采样点的世界坐标计算纹理贴图。
步骤S20：计算所述采样点的世界坐标。
在本公开的一个实施例中，计算所述采样点的世界坐标包括：渲染所述视景体模型以获取所述采样点的深度值；根据所述采样点的深度值计算所述采样点的世界坐标。
需要说明的是，获取的只是采样点的深度值。设置模板缓冲区的测试状态，即测试模板数值大于0的采样点的深度值，渲染视景体模型的正面，可以根据步骤S11中的深度信息获取采样点的深度值。
在获取采样点的深度值后，基于所述采样点的深度值计算所述采样点的世界坐标。现有技术中，基于深度值计算世界坐标的方法较多，本公开在此不做具体限定。
举例而言，可以采用深度缓冲(Depth Buffer)构建世界坐标。具体包括将所述深度值转换为透视图中的线性深度值，再根据线性深度值计算采样点的世界坐标。
步骤S21：利用投影组件将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，以获取透视矩阵。
在本公开的一个实施例中，投影组件可以是Unity Projector中的world toprojector，利用投影组件可以将采样点投影至透视空间，透视空间也就是二维坐标空间，用于呈现目标对象及对应的环境遮蔽效果。
其中，投影至透视空间采用透视变换，将采样点从相机坐标空间投影到透视空间，对应的变换矩阵为透视矩阵。
步骤S22：根据所述透视矩阵和所述采样点的世界坐标计算投影贴图。
具体而言，将采样点的世界坐标传入world to projector对应的透视矩阵，将各采样点的世界坐标经过透视矩阵变化转换为对应的透视空间中的透视坐标，进而作为采样纹理需要的投影贴图的坐标。
步骤S23：采样阴影纹理，并根据所述阴影纹理将所述投影贴图生成所述纹理贴图。
其中，阴影纹理用于模拟环境遮蔽(AO)，可以提前预设，例如圆形或者椭圆形等。采样阴影纹理的阴影结构，然后根据投影贴图生成纹理贴图。
在步骤S2计算纹理贴图时，只是通过渲染视景体模型得到采样点的深度再进行后续的计算，所以渲染模型时仅仅计算视景体内部的采样点即可，即计算近裁切面、远裁切面的8个顶点，以及虚拟相机与近裁切面、远裁切面和标记平面形成的12个三角形，与传统的projector算法相比，不用对被投影的模型再渲染一遍，简化了渲染模型的复杂度，降低了CPU的开销。另外，在模型面数巨大且复杂时，本公开提供的方法依然具有较低的CPU开销。
在步骤S3中，确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，并根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图渲染与所述目标对象对应的环境遮蔽图像。
在本公开的一个实施例中，步骤S3具体包括以下：
步骤S31：根据所述采样点的投影位置坐标和世界坐标计算所述采样点的高度差；
具体而言，根据传入的投影组件中projectorPos计算高度差，计算方法如下：
HeightOffset＝projectorPos.y-worldPos.y (1)
其中，HeightOffset为高度差，projectorPos.y为采样点在世界坐标空间中投影位置坐标的y轴坐标，worldPos.y为采样点在世界坐标空间中世界坐标的y轴坐标。
步骤S32：设置环境遮蔽渐变距离；
具体而言，环境遮蔽渐变距离表示目标对象的环境遮蔽完全消失对应的距离，可以根据需求进行设置。以绘制脚下环境遮蔽效果为例，环境遮蔽渐变距离表示脚距离多远后，环境遮蔽(AO)完全消失。
步骤S33：根据所述高度差和所述环境遮蔽渐变距离计算所述环境遮蔽渲染值。
具体而言，环境遮蔽渲染值计算方法如下：
AOfade＝pow2(1-saturate(HeightOffset/fadeDistance)) (2)
其中，AOfade为环境遮蔽渲染值，HeightOffset为高度差，fadeDistance为环境遮蔽渐变距离，pow、saturate为投影组件中Unity Shader的内置函数。
步骤S34：根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图渲染与所述目标对象对应的环境遮蔽图像。
具体地，在投影组件的像素着色器(pixel shader)中利用AlphaBlend函数根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图在光栅化的二维屏幕上渲染图形，以绘制所述目标对象的环境遮蔽图像，环境遮蔽图像位于二维屏幕空间中，在终端进行展示。
需要说明的是，对步骤S31和步骤S32的执行顺序不做限定，可以先执行步骤S31计算采样点的高度差，也可以先执行步骤S32设置环境遮蔽渐变距离。
在本公开的一个实施例中，环境遮蔽渲染方法包括依以下步骤：根据SampleDepth函数进行深度采样，获取采样点的深度depth值；基于采样点的depth值构建世界坐标得到采样点的worldPos；将其传入projector的worldToProjector的透视投影矩阵计算贴图uv，即投影贴图；采样阴影纹理获得阴影贴图shadow；根据高度差和环境遮蔽渐变距离计算AO，即环境遮蔽渲染值；采用alpha blend进行图像绘制以渲染与目标对象对应的环境遮蔽图像。
应当注意，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
在本公开的一些实施例所提供的技术方案中，一方面，将目标对象处于投影空间内的像素点标记为采样点，然后将所述采样点通过透视变换投影至透视空间并计算纹理贴图，最后根据所述纹理贴图绘制上所述目标对象的环境遮蔽图像。一方面，通过标记投影空间内的像素点为采样点可以避免对目标对象的视景体做一遍裁剪，保证了环境遮蔽效果的同时，也省去了CPU计算，从而可以应用于移动端减少性能以及发热的限制。另一方面，在绘制环境遮蔽图像时只将采样点投影至透视空间，做一些模拟环境遮蔽的计算，从而避免渲染全部的投影模型，在模型面数巨大或复杂时也有不错的环境遮蔽效果。
图5示意性示出本公开示例性实施例中一种环境遮蔽渲染装置的组成示意图，如图5所示，该环境遮蔽渲染装置500包括标记模块501、投影模块502以及绘制模块503。其中：
标记模块501，用于确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点；
投影模块502，用于将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于所述采样点的世界坐标确定纹理贴图；
绘制模块503，用于确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，并根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图渲染与所述目标对象对应的环境遮蔽图像。
根据本公开的示例性实施例，所述标记模块501包括：渲染单元、视景体单元和测试单元(图中未示出)，所述渲染单元用于获取位于相机坐标空间的目标对象对应的渲染模型；所述视景体单元用于根据所述渲染模型计算视景体模型；所述测试单元用于渲染所述视景体模型并进行深度测试，以标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点。
根据本公开的示例性实施例，所述测试单元用于渲染所述视景体模型的第一面得到第一渲染模型，对所述第一渲染模型进行深度测试，计算第一模板数值；渲染所述视景体模型的第二面得到第二渲染模型，对所述第二渲染模型进行深度测试，基于第一模板数值计算第二模板数值；根据所述第二模板数值标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点。
根据本公开的示例性实施例，所述投影模块502还包括世界坐标单元(图中未示出)，所述世界坐标单元用于计算所述采样点的世界坐标，包括：渲染所述视景体模型以获取所述采样点的深度值；根据所述采样点的深度值计算所述采样点的世界坐标。
根据本公开的示例性实施例，所述投影模块502包括投影单元、投影贴图单元和纹理贴图单元(图中未示出)，所述投影单元用于利用投影组件将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，以获取透视矩阵；所述投影贴图单元用于根据所述透视矩阵和所述采样点的世界坐标计算投影贴图；所述纹理贴图单元用于采样阴影纹理，并根据所述阴影纹理将所述投影贴图生成所述纹理贴图。
根据本公开的示例性实施例，所述绘制模块503包括参数单元、和计算单元(图中未示出)，所述参数单元用于根据所述采样点的投影位置坐标和世界坐标计算所述采样点的高度差；以及设置环境遮蔽渐变距离；所述计算单元用于根据所述高度差和所述环境遮蔽渐变距离计算所述环境遮蔽渲染值。
根据本公开的示例性实施例，所述视景体模型的第一面包括面向相机的一面或远离相机的一面。
上述的环境遮蔽渲染装置500中各模块的具体细节已经在对应的环境遮蔽渲染方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的存储介质。图6示意性示出本公开示例性实施例中一种计算机可读存储介质的示意图，如图6所示，描述了根据本公开的实施方式的用于实现上述方法的程序产品600，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如手机上运行。然而，本公开的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。图7示意性示出本公开示例性实施例中一种电子设备的计算机系统的结构示意图。
需要说明的是，图7示出的电子设备的计算机系统700仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图7所示，计算机系统700包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)703中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 701、ROM702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口705也连接至总线704。
以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN(Local Area Network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。
特别地，根据本公开的实施例，下文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)701执行时，执行本公开的系统中限定的各种功能。
需要说明的是，本公开实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种环境遮蔽渲染方法，其特征在于，包括：
确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点；其中，所述投影空间为以相机坐标空间中虚拟相机为投影中心的视景体；
将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于所述采样点的世界坐标确定纹理贴图；
确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，并根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图渲染与所述目标对象对应的环境遮蔽图像；其中，所述确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，包括：
根据所述采样点的投影位置坐标和世界坐标计算所述采样点的高度差；以及
设置环境遮蔽渐变距离；其中，所述环境遮蔽渐变距离为所述目标对象的环境遮蔽消失的距离；
根据所述高度差和所述环境遮蔽渐变距离计算所述环境遮蔽渲染值。
2.根据权利要求1所述的环境遮蔽渲染方法，其特征在于，所述确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点，包括：
获取位于相机坐标空间的目标对象对应的渲染模型；
根据所述渲染模型计算视景体模型；
渲染所述视景体模型并进行深度测试，以标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点。
3.根据权利要求2所述的环境遮蔽渲染方法，其特征在于，所述渲染所述视景体模型并进行深度测试，以标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点，包括：
渲染所述视景体模型的第一面得到第一渲染模型，对所述第一渲染模型进行深度测试，计算第一模板数值；
渲染所述视景体模型的第二面得到第二渲染模型，对所述第二渲染模型进行深度测试，基于第一模板数值计算第二模板数值；
根据所述第二模板数值标记处于所述视景体模型投影空间内的像素点作为所述采样点。
4.根据权利要求3所述的环境遮蔽渲染方法，其特征在于，所述视景体模型的第一面包括面向相机的一面或远离相机的一面。
5.根据权利要求2所述的环境遮蔽渲染方法，其特征在于，所述方法还包括：计算所述采样点的世界坐标，包括：
渲染所述视景体模型以获取所述采样点的深度值；
根据所述采样点的深度值计算所述采样点的世界坐标。
6.根据权利要求1所述的环境遮蔽渲染方法，其特征在于，所述将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于所述采样点的世界坐标确定纹理贴图，包括：
利用投影组件将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，以获取透视矩阵；
根据所述透视矩阵和所述采样点的世界坐标计算投影贴图；
采样阴影纹理，并根据所述阴影纹理将所述投影贴图生成所述纹理贴图。
7.根据权利要求1所述的环境遮蔽渲染方法，其特征在于，所述确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，包括：
AOfade＝pow2(1-saturate(HeightOffset/fadeDistance))；
其中，AOfade为所述环境遮蔽渲染值，HeightOffset为所述高度差，fadeDistance为环境遮蔽渐变距离，所述 pow以及saturate为投影组件中的内置函数。
8.一种环境遮蔽渲染装置，其特征在于，包括：
标记模块，用于确定目标对象位于投影空间内的像素点以标记为采样点；其中，所述投影空间为以相机坐标空间中虚拟相机为投影中心的视景体；
投影模块，用于将所述采样点通过透视变换投影至透视空间，并基于所述采样点的世界坐标确定纹理贴图；
绘制模块，用于确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，并根据所述环境遮蔽渲染值和所述纹理贴图渲染与所述目标对象对应的环境遮蔽图像；其中，所述确定所述采样点的环境遮蔽渲染值，包括：根据所述采样点的投影位置坐标和世界坐标计算所述采样点的高度差；以及设置环境遮蔽渐变距离；其中，所述环境遮蔽渐变距离为所述目标对象的环境遮蔽消失的距离；根据所述高度差和所述环境遮蔽渐变距离计算所述环境遮蔽渲染值。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的环境遮蔽渲染方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至7任一项所述的环境遮蔽渲染方法。
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