CN112435324A - 三维虚拟空间中的像素点的着色方法、***、设备和介质 - Google Patents

三维虚拟空间中的像素点的着色方法、***、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本发明特别涉及三维虚拟空间中的像素点的着色方法、***、设备和介质。利用基准的颜色来对目标像素点进行着色，方法包括：基于至少一个基准在三维虚拟空间中的位置和被着色像素点在三维虚拟空间中的位置确定各个基准的颜色对被着色像素点的着色权数；以至少一个基准的颜色为变量值、基于颜色对被着色像素点的着色权数对至少一个基准的颜色作加权求和；以加权求和的结果作为被着色像素点的颜色。本发明可以利用基准直观地、可视化地将渐变色着色呈现在建模出的物体之上，并可以通过调整空间中的基准的位置和颜色，方便、直观、可视化地对现有着色结果进行调整，解决三维建模软件很难以直观的形式来进行渐变色的着色的问题。

Description

三维虚拟空间中的像素点的着色方法、***、设备和介质
技术领域
本发明涉及二维或三维虚拟建模技术领域，特别涉及三维虚拟空间中的像素点的着色方法、***、设备和介质。
背景技术
在二维虚拟平面内可以通过鼠标拉直线的方式对图片进行渐变色着色，较为直观。但在三维虚拟空间中，上述方式就显得较为抽象，且无法对已生成的渐变色进行进一步的修改。所以三维建模软件很难像平面软件那样通过用鼠标选择一个方向的形式来进行渐变色的着色。
发明内容
本发明的目的在于提供三维虚拟空间中的像素点的着色方法、***、设备和介质，在三维虚拟空间中使用基准，根据基准的颜色和位置、被着色像素点的位置来完成对被着色像素点的着色。通过创建基准的方式很方便地在三维虚拟空间中模拟出渐变色的原理，并可以直观地、可视化地将渐变色着色呈现在建模出的物体之上，也可以通过调整空间中的基准的位置和颜色的方式，调整对三维虚拟空间中的像素点的着色，方便、直观、可视化地在现有着色结果的基础上进行调整。本发明也提供了丰富的扩展性，例如传统的着色大多是由两点进行着色，而本方案可扩展到多点多渐变色，对于专业用户而言可实现进阶的着色需求。
本发明的实施方式公开了一种三维虚拟空间中的像素点的着色方法，利用基准的颜色来对目标像素点进行着色，包括：
基于至少一个基准在所述三维虚拟空间中的位置和被着色像素点在所述三维虚拟空间中的位置确定各个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数；
以至少一个所述基准的颜色为变量值、基于所述颜色对所述被着色像素点的着色权数对至少一个所述基准的颜色作加权求和；
以所述加权求和的结果作为所述被着色像素点的颜色。
可选地，所述方法还包括：
确定第n个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数为：
Figure BDA0002792349550000021
其中N表示所述基准的数量，Ln表示第n个所述基准与所述被着色像素点的距离。
可选地，所述基准的数量是2，所述方法还包括：基于所述被着色像素点在两个所述基准所在直线上的投影的位置，确定两个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权重。
可选地，所述方法还包括：如果所述投影在以两个所述基准为端点的线段上，确定任一个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数为：所述投影到所述基准的距离除以两个所述基准之间的距离的商。
可选地，如果所述投影在以两个所述基准为端点的线段外，则将距离所述投影最近的所述基准的位置视为所述投影的位置，确定任一个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数为：所述投影到所述基准的距离除以两个所述基准之间的距离的商。
可选地，所述加权求和的公式为
Figure BDA0002792349550000022
其中N表示创建的所述基准的数量，Cn表示第n个所述基准的颜色，Wn表示Cn对所述被着色像素点的着色权数。
本发明的实施方式公开了一种三维虚拟空间中的像素点的着色***，包括：
权数确定模块，基于至少一个基准在所述三维虚拟空间中的位置和被着色像素点在所述三维虚拟空间中的位置确定各个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数；
求和模块，以至少一个所述基准的颜色为变量值、基于所述颜色对所述被着色像素点的着色权数对至少一个所述基准的颜色作加权求和；
上色模块，以所述加权求和的结果作为所述被着色像素点的颜色。
本发明的实施方式公开了一种三维虚拟空间中的像素点的着色设备，包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，所述处理器被配置为执行所述指令以实施三维虚拟空间中的像素点的着色方法。
本发明的实施方式公开了一种使用计算机程序编码的计算机存储介质，包括指令，所述指令被一个以上的计算机执行以实施三维虚拟空间中的像素点的着色方法。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
在本发明中，基于至少一个基准在三维虚拟空间中的位置和被着色像素点在三维虚拟空间中的位置确定各个基准的颜色对被着色像素点的着色权数；以至少一个基准的颜色为变量值、基于颜色对被着色像素点的着色权数对至少一个基准的颜色作加权求和；以加权求和的结果作为被着色像素点的颜色，将该方法应用到多个像素点上，通过创建基准的方式很方便地在三维虚拟空间中模拟出渐变色的原理，并可以直观地、可视化地将渐变色着色呈现在建模出的物体之上，也可以通过调整空间中的基准的位置和颜色的方式，调整对三维虚拟空间中的像素点的着色，方便、直观、可视化地在现有着色结果的基础上进行调整。
在本发明中，确定第n个基准的颜色对被着色像素点的着色权数为：
Figure BDA0002792349550000031
其中N表示基准的数量，Ln表示第n个基准与被着色像素点的距离，这种对着色权数的确定的意义为，距离像素点更近的颜色，在最终着色中的占比更高，将上述方法应用到虚拟模型上的多个像素点上，由于最终着色是多个颜色的混合，所以表现上很接近空间中的多个光源的叠加效果，与实际生活中的颜色表现形式更为贴近。
在本发明中，基准的数量是2，基于被着色像素点在两个基准所在直线上的投影的位置，确定两个基准的颜色对被着色像素点的着色权重；如果投影在以两个基准为端点的线段上，确定任一个基准的颜色对被着色像素点的着色权数为：投影到该基准的距离除以两个基准之间的距离的商；如果投影在以两个基准为端点的线段外，则将距离投影最近的基准的位置视为投影的位置，确定任一个基准的颜色对被着色像素点的着色权数为：投影到该基准的距离除以两个基准之间的距离的商，将上述方法应用到虚拟模型上的多个像素点上，这种对着色权数的确定的意义为以投影点与端点的距离作为梯度，将模型的最终颜色在基准的两个颜色之间进行线性平滑过渡，较好地反映着色的起始点与终止点。
在本发明中，基于至少一个基准在三维虚拟空间中的位置和被着色像素点在三维虚拟空间中的位置确定各个基准的颜色对被着色像素点的着色权数，可以灵活确定着色权数，使得本发明具有丰富的扩展性，例如传统的着色大多是由两点进行着色，而本方案可扩展到多点多渐变色，对于专业用户而言可实现进阶的着色需求。
附图说明
图1示出根据本发明的三维虚拟空间中的模型、模型上的像素点和基准示意图；
图2示出根据本发明的三维虚拟空间中的像素点的着色方法的流程图；
图3-8示出根据本发明的实施例的着色表现的一些示例的图；
图9示出根据本发明的三维虚拟空间中的像素点的着色***的结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本申请做进一步说明。可以理解的是，此处描述的具体实施例仅仅是为了解释本申请，而非对本申请的限定。此外，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部的结构或过程。应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项。
应当理解的是，虽然在本文中可能使用了术语“第一”、“第二”等等来描述各个特征，但是这些特征不应当受这些术语限制。使用这些术语仅仅是为了进行区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。举例来说，在不背离示例性实施例的范围的情况下，第一特征可以被称为第二特征，并且类似地第二特征可以被称为第一特征。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
本申请的说明性实施例包括但不限于三维虚拟空间中的像素点的着色方法、***、设备和介质。
将使用本领域技术人员通常采用的术语来描述说明性实施例的各个方面，以将他们工作的实质传达给本领域其他技术人员。然而，对于本领域技术人员来说，使用部分所描述的特征来施行一些替代性实施例是显而易见的。出于解释的目的，阐述了具体的数字和配置，以便对说明性实施例进行更加透彻的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有具体细节的情况下实施替代实施例。在一些其他情况下，本文省略或简化了一些众所周知的特征，以避免使本申请的说明性实施例模糊不清。
此外，各种操作将以最有助于理解说明性实施例的方式被描述为多个彼此分离的操作；然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必须依赖描述的顺序，其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序也可以被重新安排。当所描述的操作完成时，所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“说明性实施例”等的引用表示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或性质，但是每个实施例也可能或不是必需包括特定的特征、结构或性质。而且，这些短语不一定是针对同一实施例。此外，当结合具体实施例描述特定特征，本领域技术人员的知识能够影响到这些特征与其他实施例的结合，无论这些实施例是否被明确描述。
除非上下文另有规定，否则术语“包含”、“具有”和“包括”是同义词。短语“A和/或B”表示“(A)、(B)或(A和B)”。
如本文所使用的，术语“模块”可以指代，作为其中的一部分，或者包括：用于运行一个或多个软件或固件程序的存储器(共享、专用或组)、专用集成电路(ASIC)、电子电路和/或处理器(共享、专用或组)、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他合适组件。
在附图中，可能以特定布置和/或顺序示出了一些结构或方法特征。然而，应当理解的是，这样的特定布置和/或排序不是必需的。而是，在一些实施例中，这些特征可以以不同于说明性附图中所示的方式和/或顺序来进行说明。另外，特定附图中所包含得结构或方法特征并不意味着所有实施例都需要包含这样的特征，在一些实施例中，可以不包含这些特征或者可以与将这些特征与其他特征进行组合。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
图1示出根据本发明的实施例的三维虚拟空间中的模型、模型上的像素点和基准示意图。
如图1所示，在三维虚拟空间中有模型102，模型上的像素点104、基准B1106和基准B2108。
图2示出根据本发明的实施例的三维虚拟空间中的像素点的着色方法的流程图。
如图2所示，方法200包括：
步骤202，基于至少一个基准在三维虚拟空间中的位置和被着色像素点在三维虚拟空间中的位置确定各个基准的颜色对被着色像素点的着色权数；
步骤204，以至少一个基准的颜色为变量值、基于颜色对被着色像素点的着色权数对至少一个基准的颜色作加权求和；
步骤206，以加权求和的结果作为被着色像素点的颜色。
结合图1，例如当用户要对三维虚拟模型102上的像素点104进行着色时，按照该用户的着色需求为该用户在指定位置创建一个或多个基准，例如创建两个带有颜色属性的球体作为基准B1106和基准B2108；用所创建的基准B1106和基准B2108的位置，以及像素点104的位置按一定的方式确定基准B1的颜色对像素点104的着色权数和基准B2的颜色对像素点104的着色权数；以基准B1的颜色和基准B2的颜色作为变量值，基准B1的颜色对像素点104的着色权数和基准B2的颜色对像素点104的着色权数为权数，对基准B1的颜色和基准B2的颜色作加权求和；以上述加权求和的结果作为像素点104的颜色，为像素点104着色。
可以理解的是，创建的基准的数量不限于是2，基准的形状也不限于是球形。
可以理解的是，可以重复使用上述三维虚拟空间中的像素点的着色方法，对模型102上除像素点104以外的其他像素点进行着色，以对模型102上部分或全部像素点进行着色，还可以重复使用上述三维虚拟空间中的像素点的着色方法，根据用户的着色需求调整部分或所有基准的位置和颜色，以调整对模型上像素点的着色效果。
本发明通过创建基准的方式很方便地在三维虚拟空间中模拟出渐变色的原理，并可以直观地、可视化地将渐变色着色呈现在建模出的物体之上，也可以通过调整空间中的基准的位置和颜色的方式，调整对三维虚拟空间中的像素点的着色，方便、直观、可视化地在现有着色结果的基础上进行调整。
根据本申请的一些实施例，方法还包括：
确定第n个基准的颜色对被着色像素点的着色权数为：
Figure BDA0002792349550000061
其中N表示基准的数量，Ln表示第n个基准与被着色像素点的距离。
例如，对两个三维虚拟模型，使用上述方法确定基准的颜色对被着色像素点的着色权数并实施三维虚拟空间中的像素点的着色方法后的着色表现的一个示例由图3示出，其中创建的基准数量是2。重复实施三维虚拟空间中的像素点的着色方法，调整基准的位置和颜色以对着色效果作调整之后的着色表现的示例由图4示出，将基准数量扩展到3后的着色表现由图5示出。
这种对着色权数的确定的意义为，距离像素点更近的颜色，在最终着色中的占比更高，将上述方法应用到虚拟模型上的多个像素点上，由于最终着色是多个颜色的混合，所以表现上很接近空间中的多个光源的叠加效果，与实际生活中的颜色表现形式更为贴近。
根据本申请的一些实施例，基准的数量是2，基于被着色像素点在两个基准所在直线上的投影的位置，确定两个基准的颜色对被着色像素点的着色权重；如果投影在以两个基准为端点的线段上，确定任一个基准的颜色对被着色像素点的着色权数为：投影到该基准的距离除以两个基准之间的距离的商；如果投影在以两个基准为端点的线段外，则将距离投影最近的基准的位置视为投影的位置，确定任一个基准的颜色对被着色像素点的着色权数为：投影到该基准的距离除以两个基准之间的距离的商，将上述方法应用到虚拟模型上的多个像素点上。
例如，对两个三维虚拟模型，使用上述方法确定基准的颜色对被着色像素点的着色权数并实施三维虚拟空间中的像素点的着色方法后的着色表现的一个示例由图6示出。重复实施三维虚拟空间中的像素点的着色方法，调整基准的位置和颜色以对着色效果作调整之后的着色表现的示例由图7示出，离散的的着色表现由图8示出。
这种对着色权数的确定的意义为以投影点与端点的距离作为梯度，将模型的最终颜色在基准的两个颜色之间进行线性平滑过渡，较好地反映着色的起始点与终止点。
根据本申请的一些实施例，加权求和的公式为
Figure BDA0002792349550000071
其中N表示基准的数量，Cn表示第n个基准的颜色，Wn表示Cn对被着色像素点的着色权数。
图9示出根据本发明的实施例的三维虚拟空间中的像素点的着色***。
如图9所示，***900包括权数确定模块902、求和模块904、上色模块906；
权数确定模块902基于至少一个基准在三维虚拟空间中的位置和被着色像素点在三维虚拟空间中的位置确定各个基准的颜色对被着色像素点的着色权数；
求和模块904以至少一个基准的颜色为变量值、基于颜色对被着色像素点的着色权数对至少一个基准的颜色作加权求和；
上色模块906将加权求和的结果作为被着色像素点的颜色。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
根据本申请的一些实施例，公开了一种三维虚拟空间中的像素点的着色设备，所述设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，所述处理器被配置为执行所述指令以实施三维虚拟空间中的像素点的着色方法。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
根据本申请的一些实施例，公开了一种使用计算机程序编码的计算机存储介质，所述计算机程序包括指令，所述指令被一个以上的计算机执行以实施三维虚拟空间中的像素点的着色方法。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
在一些情况下，所公开的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合形式来实现。所公开的实施例还可以以承载或储存在一个或多个瞬态或非瞬态的机器可读(例如，计算机可读)存储介质上的指令或程序形式实现，其可以由一个或多个处理器等读取和执行。当指令或程序被机器运行时，机器可以执行前述的各种方法。例如，指令可以通过网络或其他计算机可读介质分发。因此，机器可读介质可以包括但不限于，用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机制，例如，软盘，光盘，光盘只读存储器(CD-ROMs)，磁光盘，只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，电子式可清除程序化只读存储器(EEPROM)，磁卡或光卡，或者用于通过电、光、声或其他形式信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)传输网络信息的闪存或有形的机器可读存储器。因此，机器可读介质包括任何形式的适合于存储或传输电子指令或机器(例如，计算机)可读信息的机器可读介质。
上面结合附图对本申请的实施例做了详细说明，但本申请技术方案的使用不仅仅局限于本专利实施例中提及的各种应用，各种结构和变型都可以参考本申请技术方案轻易地实施，以达到本文中提及的各种有益效果。在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本申请宗旨的前提下做出的各种变化，均应归属于本申请专利涵盖范围。

Claims (9)

1.一种三维虚拟空间中的像素点的着色方法，利用基准的颜色来对目标像素点进行着色，其特征在于，所述方法包括：
基于至少一个基准在所述三维虚拟空间中的位置和被着色像素点在所述三维虚拟空间中的位置确定各个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数；
以至少一个所述基准的颜色为变量值、基于所述颜色对所述被着色像素点的着色权数对至少一个所述基准的颜色作加权求和；
以所述加权求和的结果作为所述被着色像素点的颜色。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：
确定第n个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数为：
Figure FDA0002792349540000011
其中N表示所述基准的数量，LN表示第n个所述基准与所述被着色像素点的距离。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基准的数量是2，所述方法还包括：基于所述被着色像素点在两个所述基准所在直线上的投影的位置，确定两个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权重。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，还包括：如果所述投影在以两个所述基准为端点的线段上，确定任一个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数为：所述投影到所述基准的距离除以两个所述基准之间的距离的商。
5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，如果所述投影在以两个所述基准为端点的线段外，则将距离所述投影最近的所述基准的位置视为所述投影的位置，确定任一个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数为：所述投影到所述基准的距离除以两个所述基准之间的距离的商。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述加权求和的公式为
Figure FDA0002792349540000012
其中N表示所述基准的数量，Cn表示第n个所述基准的颜色，Wn表示Cn对所述被着色像素点的着色权数。
7.一种三维虚拟空间中的像素点的着色***，其特征在于，所述***包括：
权数确定模块，基于至少一个基准在所述三维虚拟空间中的位置和被着色像素点在所述三维虚拟空间中的位置确定各个所述基准的颜色对所述被着色像素点的着色权数；
求和模块，以至少一个所述基准的颜色为变量值、基于所述颜色对所述被着色像素点的着色权数对至少一个所述基准的颜色作加权求和；
上色模块，以所述加权求和的结果作为所述被着色像素点的颜色。
8.一种三维虚拟空间中的像素点的着色设备，其特征在于，所述设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，所述处理器被配置为执行所述指令以实施权利要求1-6中任一项所述的三维虚拟空间中的像素点的着色方法。
9.一种使用计算机程序编码的计算机存储介质，其特征在于，所述计算机程序包括指令，所述指令被一个以上的计算机执行以实施权利要求1-6中任一项所述的三维虚拟空间中的像素点的着色方法。
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