專利名稱：一種分層渲染方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于CG領(lǐng)域，是針對CG渲染中一種基于GPU的分層渲染工作方法的研究?！?br> 背景技術(shù)：
隨著GPU的快速發(fā)展，原先的基于CPU的渲染方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有CG畫質(zhì)的需要。越精致的模型，其面數(shù)、材質(zhì)、燈光參數(shù)越高，本身的渲染數(shù)據(jù)量很大，當(dāng)需要修改原模型的任何一個(gè)部分或調(diào)整模型的任何一個(gè)參數(shù)，都需要進(jìn)行完整模型的再渲染，這樣每次修改一點(diǎn)都需要消耗同樣的渲染時(shí)間。
■

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題，提供一種分層渲染方法，采用VrayRT渲染器+GPU的最終渲染方式，進(jìn)行分層渲染。 本發(fā)明一種分層渲染方法，包括以下步驟步驟一構(gòu)建模型場景文件；步驟二 對模型場景文件進(jìn)行分層；步驟三對分層后的模型場景文件分別利用vrayRT渲染器自帶的光子文件以及支持GPU渲染的特性進(jìn)行分層渲染得到渲染后的圖片；步驟四對渲染后的圖片進(jìn)行合成。所述步驟一中的模型場景是指包含各種物體并且每個(gè)物體都設(shè)定好自身的各自屬性后一起呈現(xiàn)在眼前的畫面，構(gòu)建模型場景文件的方法包括以下步驟(I)構(gòu)建模型場景中具體模型的樣式，具體參數(shù)包括模型的長、寬、高，以及位置；(2)選擇vrayRT渲染器(起到什么作用？)；(3)對步驟(I)構(gòu)建好的模型進(jìn)行附材質(zhì)操作，選擇好材質(zhì)后要對材質(zhì)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，材質(zhì)的參數(shù)包括反射率和漫反射，同時(shí)選擇材質(zhì)的顏色；(4)設(shè)定攝像機(jī)并調(diào)整視角；(5)對模型場景中打上燈光，調(diào)整照射范圍和光強(qiáng)。步驟二所述對模型場景文件進(jìn)行分層的方法包括以下步驟(a)對模型場景中的物體進(jìn)行顏色層分層；(b)對模型場景中的物體進(jìn)行物體層分層，對模型場景中具體模型更換材質(zhì)，更換的材質(zhì)可以任意選擇，只要不同于之前的即可，將材質(zhì)的自發(fā)光值調(diào)到最大。步驟四中所述的渲染后的圖片合成指的是將渲染出的靜態(tài)的每一幀圖片用Premiere或AE或Shake合成軟件進(jìn)行合成。本發(fā)明方法通過對場景進(jìn)行分層，達(dá)到優(yōu)化場景結(jié)構(gòu)的目的，對分層后的場景采用vrayRT渲染器并借助G PU進(jìn)行渲染，利用vrayRT渲染器自帶的光子文件以及支持GPU渲染的特性，進(jìn)行加速渲染，同時(shí)經(jīng)過分層后的場景可以自主選擇渲染的部分即模型從而節(jié)省了渲染量，也可起到節(jié)省渲染時(shí)間的效果。■


圖I為分層渲染總體結(jié)構(gòu)圖；圖2為分層渲染工作流程圖?！鼍唧w實(shí)施過程如圖I所示，該結(jié)構(gòu)圖介紹了分層渲染的總體結(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)圖包括場景構(gòu)建、模型分層、對分層后的物體分別進(jìn)行渲染和渲染圖片合成組成。步驟一需要用建模軟件構(gòu)建場景中具體模型的樣式，具體參數(shù)包括模型的長、寬、高，以及位置。
步驟二選擇渲染器，這里我們選擇vrayRT渲染器。步驟三對構(gòu)建好的模型進(jìn)行附材質(zhì)操作，附材質(zhì)種類有很多種,像玻璃、磨砂等，這個(gè)根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇，選擇好材質(zhì)后要對材質(zhì)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，主要的參數(shù)包括反射率，漫反射，同時(shí)選擇材質(zhì)的顏色。步驟四設(shè)定攝像機(jī)，按住Ctrl+c調(diào)出攝像機(jī)，拖動調(diào)整好視角，它決定渲染畫面的角度，主要參數(shù)為位置。步驟五對場景中打上燈光，一般默認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)燈光，調(diào)整照射范圍和光強(qiáng)。如圖2所示，分層次組合渲染工作流程如下(I)打開多邊形編輯器用線條勾勒出所要構(gòu)建的模型，具體參數(shù)包括模型的長、寬、高，以及位置。 (2)給予漫反射紋理貼圖，設(shè)置其高光參數(shù)。(3)創(chuàng)建聚光燈、將聚光燈的陰影屬性選擇為vray，同時(shí)創(chuàng)建攝像機(jī)將視角并將其調(diào)到最佳視角，同時(shí)將燈光的參數(shù)調(diào)至合適范圍。(4)在環(huán)境貼圖中添加一張HDR貼圖，將該貼圖與模型關(guān)聯(lián)起來，調(diào)試他的實(shí)現(xiàn)方式。(5)選擇渲染器為vray，進(jìn)行渲染至自己滿意的狀態(tài)，此時(shí)進(jìn)行光子渲染。(6)開始進(jìn)行分層，此處以一個(gè)包含兩個(gè)模型A和B的場景為例，選中物體A右鍵選擇物體屬性(object property),選擇Rendering Control中的By Layer,取消其中默認(rèn)勾選的Visible to Camera,此時(shí)渲染出的場景圖片中將不包含A模型,將場景文件另存為B. max ο(7)還原步驟一中的設(shè)置，選中B模型，進(jìn)行步驟一中的相同操作，最后將場景文件另存為A. max,步驟一和二中分層是從顏色層的角度進(jìn)行分層，為了保證渲染出的圖片不會因?yàn)榉謱佣д妫€要在分出個(gè)物體層。(8)還原步驟二中的設(shè)置，使場景文件恢復(fù)到初始狀態(tài)，對場景文件中所有模型更換材質(zhì)，更換的材質(zhì)可以任意選擇，只要不同于之前的即可，最重要的注意將材質(zhì)的自發(fā)光值調(diào)到最大(100)即可，此時(shí)將場景文件另存為文件c. max，此max文件為物體層。(9)對于A. max、B. max和C. max分別進(jìn)行渲染,渲染器在max中采用vrayRT渲染器，選擇GPU渲染模式，最終通過圖像合成軟件進(jìn)行最終結(jié)果的合成。(10)當(dāng)A相對于B的初始位置發(fā)生變化時(shí)，就需要回到創(chuàng)建的場景模型中進(jìn)行修改A和B的相對初始位置，同時(shí)重新保存物體層C. max,然后在重新保存，最終對新保存的A. max和C. max文件進(jìn)行渲染，將最后的結(jié)果圖和B的結(jié)果圖通過合成軟件進(jìn)行重新合成即可。當(dāng)A的材質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，只需要對A.max進(jìn)行重新附材質(zhì)的操作就可以。(11)此時(shí)使用渲染好的光子文件并連同分層過的文件進(jìn)行渲染，出圖后，進(jìn)行合成即可。若場景中有很多模型，可采用一樣的方法，按照修改模型的頻率作為分層的標(biāo)準(zhǔn)，先從初始場景中分出一個(gè)物體層，將經(jīng)常要修改的模型分一層或多層，將不經(jīng)常修改的模型分一層，分別渲染，最后將渲染出的圖片合成即可。上述所說的之所以選擇vrayRT渲染器原因有二 (I)Vray擁有光子文件這一獨(dú)特的渲染中間產(chǎn)物，所謂光子文件意指對場景文件中光部分的渲染計(jì)算，它產(chǎn)生在模型開始渲染到最終出圖的過程中，渲染一個(gè)完整的場景文件大量的時(shí)間都耗費(fèi)在光的計(jì)算上，有了光子文件不用每次渲染場景文件都要計(jì)算光的部分，極大的節(jié)省了渲染的時(shí)間，同時(shí)低分辨率的光子文件可以支持聞分辨率的渲染出圖， 例如如果要想渲染1280*960分辨率的圖片，只需要渲染320*240的光子文件即可起到光子加速的作用，這個(gè)比值一般在16倍左右。(2)目前的VrayRT版本已經(jīng)支持了 GPU加速渲染的效果，在以后的版本中，這項(xiàng)功能必將越發(fā)的完善與提高，GPU+CPU的渲染模式比起以前的純CPU渲染方式正?？商崴贁?shù)倍。上述所說的選擇GPU進(jìn)行渲染，是因?yàn)楝F(xiàn)在GPU已經(jīng)支持并行計(jì)算技術(shù)，尤其在圖形圖像的生成，只要GPU是Nvidia并且支持并行，并且配上支持GPU加速渲染的軟件即可實(shí)現(xiàn)加速渲染，本發(fā)明中所用的vrayRT渲染器支持GPU的并行，當(dāng)使用此渲染器進(jìn)行渲染時(shí)，打開任務(wù)管理器和GPU查看軟件，會發(fā)現(xiàn)CPU和GPU的使用率接近100%，此時(shí)證明GPU加速起到了效果。
權(quán)利要求
1.一種分層渲染方法，其特征包括以下步驟 步驟一構(gòu)建模型場景文件； 步驟二 對模型場景文件進(jìn)行分層； 步驟三對分層后的模型場景文件分別利用VrayRT渲染器自帶的光子文件以及支持GI^U渲染的特性進(jìn)行分層渲染得到渲染后的圖片； 步驟四對渲染后的圖片進(jìn)行合成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種分層渲染方法，其特征在于所述步驟一中的模型場景是指包含各種物體并且每個(gè)物體都設(shè)定好自身的各自屬性后一起呈現(xiàn)在眼前的畫面，構(gòu)建模型場景文件的方法包括以下步驟 (O構(gòu)建模型場景中具體模型的樣式，具體參數(shù)包括模型的長、寬、高，以及位置； (2)選擇vrayRT渲染器； (3)對步驟(I)構(gòu)建好的模型進(jìn)行附材質(zhì)操作，選擇好材質(zhì)后要對材質(zhì)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，材質(zhì)的參數(shù)包括反射率和漫反射，同時(shí)選擇材質(zhì)的顏色； (4)設(shè)定攝像機(jī)并調(diào)整視角； (5 )對模型場景中打上燈光，調(diào)整照射范圍和光強(qiáng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種分層渲染方法，其特征在于步驟二所述對模型場景文件進(jìn)行分層的方法包括以下步驟 Ca)對模型場景中的物體進(jìn)行顏色層分層； (b )對模型場景中的物體進(jìn)行物體層分層，對模型場景中具體模型更換材質(zhì)，更換的材質(zhì)可以任意選擇，只要不同于之前的即可，將材質(zhì)的自發(fā)光值調(diào)到最大。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種分層渲染方法，其特征在于步驟四中所述的渲染后的圖片合成指的是將渲染出的靜態(tài)的每一巾貞圖片用Premiere或AE或Shake合成軟件進(jìn)行合成。
全文摘要
本發(fā)明是針對CG渲染中的一種分層渲染方法，該方法包括以下步驟構(gòu)建模型場景文件；對模型場景文件進(jìn)行分層；對分層后的模型場景文件分別利用vrayRT渲染器自帶的光子文件以及支持GPU渲染的特性進(jìn)行分層渲染得到渲染后的圖片；對渲染后的圖片進(jìn)行合成。通過對場景進(jìn)行分層，達(dá)到優(yōu)化場景結(jié)構(gòu)的目的，對分層后的場景采用vrayRT渲染器并借助GPU進(jìn)行渲染，利用vrayRT渲染器自帶的光子文件以及支持GPU渲染的特性，進(jìn)行加速渲染，同時(shí)經(jīng)過分層后的場景可以自主選擇渲染的部分即模型從而節(jié)省了渲染量，也可起到節(jié)省渲染時(shí)間的效果。
文檔編號G06T19/00GK102831649SQ201210321748
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者劉鎮(zhèn), 錢萍, 劉山川, 郝冬寧 申請人:江蘇科技大學(xué)