CN112967369A - 一种光线展示方法和装置 - Google Patents
一种光线展示方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112967369A CN112967369A CN202110424924.4A CN202110424924A CN112967369A CN 112967369 A CN112967369 A CN 112967369A CN 202110424924 A CN202110424924 A CN 202110424924A CN 112967369 A CN112967369 A CN 112967369A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ray
- projection screen
- light
- coordinates
- target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 80
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/06—Ray-tracing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
- Image Generation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种光线展示方法和装置，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括：获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；向用户展示目标光线。该实施方式降低了光线追踪算法的调试难度，减少了调试成本的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种光线展示方法和装置。
背景技术
光线追踪技术是一个在二维屏幕上呈现三维图像的方法，被广泛用于计算机游戏和动画、电视和DVD制作、电影产品中。在光线追踪技术中，每一个光线的路径由多重直线组成，几乎总是包含从原点到场景的反射，折射和阴影效应。在动画中，每一束光线的直线部分的位置和方向总是在不断变化，因此每一条光线都要用一个数学方程式来表示，定义光线的空间路径为时间的函数。根据光线在到达屏幕前经过的场景中的目标的色素或颜色来分配给每一束光线一种颜色。屏幕上的每一个像素符合每一时刻可以回溯到源头的每条光线。
现有技术中至少存在如下问题：
现有的涉及到光线追踪技术的方法中，由于最终构建的是三维图像，对于构建该三维图像过程中的光线是不可见的，不能直观的观察三维图像中每个像素点的构建过程，且在三维图像构建完成前无法对光线追踪算法进行调试，导致光线追踪算法的调试难度大、调试成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种光线展示方法和装置，能够对构建三维图像过程的追踪光线进行可视化展示，进而降低了光线追踪算法的调试难度，减少了调试成本。
为实现上述目的，根据本发明实施例的第一方面，提供了一种光线展示方法，包括：
获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；
根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；
接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；
向用户展示目标光线。
进一步地，根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建光路图的步骤包括：
以相机视点坐标为起点，分别连接多个投影屏幕坐标，以确定多条发射光线；
分别将多条发射光线延伸至空间场景中，根据光线追踪算法确定发射光线击中三维物体时的至少一个击中点，并确定至少一个击中点在三维坐标系中对应的击中点坐标；
对于每条发射光线，连接相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标以及击中点坐标，得到第一光线，根据多个投影屏幕坐标对应的第一光线构建光路图。
进一步地，分别将多条发射光线延伸至空间场景中，根据光线追踪算法确定发射光线击中三维物体时的至少一个击中点，还包括：
根据光线追踪算法分别确定每条发射光线延伸至空间场景中时，击中三维物体所对应的击中点，根据发射光线和第一击中点确定反射光线和/或折射光线；
延伸反射光线和/或折射光线，确定反射光线和/或折射光线击中三维物体时对应的击中点，直至达到光线追踪算法对应的递归深度阈值。
进一步地，根据发射光线和第一击中点确定反射光线和/或折射光线，还包括：
根据发射光线、第一击中点以及所击中物体的形状确定第一法线和反射光线；和/或
根据发射光线、第一击中点以及所击中物体的折射率确定第二法线和折射光线。
进一步地，得到第一光线的步骤，还包括：
针对每一条发射光线，依次连接相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标、击中点坐标以及击中点对应的第一法线和/或第二法线，得到第一光线。
进一步地，根据所展示的目标光线对光线追踪算法进行调试。
根据本发明实施例的第二方面，提供了一种光线展示装置，其特征在于，包括：
位置获取模块，用于获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；
坐标系构建模块，用于根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；
目标光线确定模块，用于接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；
展示模块，用于向用户展示目标光线。
进一步地，还包括光路图构建模块，用于：
以相机视点坐标为起点，分别连接多个投影屏幕坐标，以确定多条发射光线；
分别将多条发射光线延伸至空间场景中，根据光线追踪算法确定发射光线击中三维物体时的至少一个击中点，并确定至少一个击中点在三维坐标系中对应的击中点坐标；
对于每条发射光线，连接相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标以及击中点坐标，得到第一光线，根据多个投影屏幕坐标对应的第一光线构建光路图。
根据本发明实施例的第三方面，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，
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上述任一种光线展示方法。
根据本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，程序被处理器执行时实现如上述任一种光线展示方法。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：因为采用获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；向用户展示目标光线的技术手段，所以克服了现有的涉及到光线追踪技术的方法中，存在光线追踪算法的调试难度大、调试成本高的技术问题，进而达到对构建三维图像过程的追踪光线进行可视化展示，进而降低光线追踪算法的调试难度，减少调试成本的技术效果。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是根据本发明第一实施例提供的光线展示方法的主要流程的示意图；
图2a是根据本发明第二实施例提供的光线展示方法的主要流程的示意图；
图2b是图2a所示方法对应的光线展示效果示意图；
图3是根据本发明实施例提供的光线展示装置的主要模块的示意图；
图4是本发明实施例可以应用于其中的示例性***架构图；
图5是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机***的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
图1是根据本发明第一实施例提供的光线展示方法的主要流程的示意图；如图1所示，本发明实施例提供的光线展示方法主要包括：
步骤S101，获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置。
光线追踪算法是计算机图形学中的一种重要算法，它通过模拟光线在真实世界中的物理性质来构建具有真实感的三维图像。通过获取相机视点位置(模拟光线的发送起点)、三维物体的投影屏幕位置(所构建三维物体对应的二维图像)，有助于后续在用计算机生成的图像模拟光与物体相互作用的过程中，确定光线的发送路径，进而实现光线的可视化。
步骤S102，根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标。
具体地，根据本发明实施例，根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系构建三维坐标系，有助于后续确定光线所途经节点对应的坐标，便于确定光线发送路径图，进而达到对构建三维图像过程的追踪光线进行可视化展示，进而降低光线追踪算法的调试难度，减少调试成本的技术效果。
步骤S103，接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的。
具体地，根据本发明实施例，根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建好光路图后，用户只需输入目标投影屏幕坐标(即目标三维物体所对应的二维图像中某一点对应的坐标)，即可确定从目标光线发出、且途经该点的光线的发送路径，继而可实现光线的可视化展示。
进一步地，根据本发明实施例，上述根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建光路图的步骤包括：
以相机视点坐标为起点，分别连接多个投影屏幕坐标，以确定多条发射光线；
分别将多条发射光线延伸至空间场景中，根据光线追踪算法确定发射光线击中三维物体时的至少一个击中点，并确定至少一个击中点在三维坐标系中对应的击中点坐标；
对于每条发射光线，连接相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标以及击中点坐标，得到第一光线，根据多个投影屏幕坐标对应的第一光线构建光路图。
具体地，根据本发明实施例，多个投影屏幕坐标构成三维物体对应的二维图像，以目标光线的起点是相机视点坐标为起点，分别连接多个投影屏幕坐标，以确定多条发射光线；再将该多条发射光线分别延伸至包括三维物体的空间场景中，可根据光线追踪算法确定发射光线击中三维物体时的所对应的击中点，进而确定第一光线(即以目标光线为起点，途经投影屏幕坐标，进而延伸至空间场景中所对应的光线路径)。
优选地，根据本发明实施例，上述分别将多条发射光线延伸至空间场景中，根据光线追踪算法确定发射光线击中三维物体时的至少一个击中点，还包括：
根据光线追踪算法分别确定每条发射光线延伸至空间场景中时，击中三维物体所对应的击中点，根据发射光线和第一击中点确定反射光线和/或折射光线；
延伸反射光线和/或折射光线，确定反射光线和/或折射光线击中三维物体时对应的击中点，直至达到光线追踪算法对应的递归深度阈值。
通过上述设置，光线追踪算法确定发射光线击中第一个三维物体(第一个击中点为多个投影屏幕坐标所构成的二维图像所对应的三维物体，也称目标三维物体)后的反射光线和/或折射光线，进行递归(继续确定反射光线和/或折射光线击中空间场景中某一个三维物体(反射或折射光线击中的三维物体为空间场景中除目标三维物体之外的三维物体，需要说明的是，经过多次反射/折射之后，反射光线/或折射光线可能再次击中目标三维物体)后的折射光线和/或反射光线)，直至达到递归深度阈值，通过上述设置，能够确定多个击中点，依次连接相机视点坐标、某一投影屏幕坐标以及延伸至空间场景中的击中点(按照击中顺序进行连接)即可确定途经该投影屏幕坐标的光线的行驶路径。
进一步地，根据本发明实施例，上述根据发射光线和第一击中点确定反射光线和/或折射光线，还包括：
根据发射光线、第一击中点以及所击中物体的形状确定第一法线和反射光线；和/或
根据发射光线、第一击中点以及所击中物体的折射率确定第二法线和折射光线。
示例性地，根据本发明实施例，上述得到第一光线的步骤，还包括：
针对每一条发射光线，依次连接相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标、击中点坐标以及击中点对应的第一法线和/或第二法线，得到第一光线。
通过上述设置，确定每个击中点所对应的法线，有助于后续根据展示的法线，对光线追踪算法进行调试。
步骤S104，向用户展示目标光线。
进一步地，根据所展示的目标光线对光线追踪算法进行调试。
通过上述设置，根据可视化展示的目标光线对光线追踪算法进行调试，降低了光线追踪算法的调试难度，减少了调试成本。
根据本发明实施例的技术方案，因为采用获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；向用户展示目标光线的技术手段，所以克服了现有的涉及到光线追踪技术的方法中，存在光线追踪算法的调试难度大、调试成本高的技术问题，进而达到对构建三维图像过程的追踪光线进行可视化展示，进而降低光线追踪算法的调试难度，减少调试成本的技术效果。
图2是根据本发明第二实施例提供的光线展示方法的主要流程的示意图；如图2所示，本发明实施例提供的光线展示方法主要包括：
步骤S201，获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标。
具体地，根据本发明实施例，根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系构建三维坐标系，有助于后续确定光线所途经节点对应的坐标，便于确定光线发送路径图，进而达到对构建三维图像过程的追踪光线进行可视化展示，进而降低光线追踪算法的调试难度，减少调试成本的技术效果。
步骤S202，以相机视点坐标为起点，分别连接多个投影屏幕坐标，以确定多条发射光线。
具体地，以相机视点坐标作为起点，分别连接投影屏幕坐标，确定了多条发射光线，且指示了发射光线的延伸方向。有助于后续将发射光线延伸至包括三维物体的空间场景中，进而确定光线发送路径，以便于进行光线发送路径的可视化展示。
步骤S203，根据光线追踪算法分别确定每条发射光线延伸至空间场景中时，击中三维物体所对应的击中点，根据发射光线和第一击中点确定反射光线和/或折射光线；延伸反射光线和/或折射光线，确定反射光线和/或折射光线击中三维物体时对应的击中点，直至达到光线追踪算法对应的递归深度阈值。
具体地，根据本发明实施例，以发射光线作为光线追踪算法的输入，依次确定发射光线L0(经过折射或反射后为折射光线或反射光线)与三维物体的交点(即击中点)，以及反射光线和/或折射光线L1，将L1作为新光线(光线追踪算法的输入)继续延伸，根据光线追踪算法进行递归计算，直到光线不碰撞任何物体或者达到最大递归深度结束。将相机视点坐标、该发射光线对应的投影屏幕坐标以及每一步计算得到的击中点法线坐标记录下来。记录结果是一系列三维坐标，其对应的起点即为相机视点坐标，该一系列三维坐标的连线是光线发送路径。
根据本发明实施例的一具体实施方式，如图2b所示，黑色矩形块表示相机，相机视点位于该黑色矩形块中，箭头表示发射光线的延伸方向，转折点为击中点，与击中点相连的射线为法线。需要说明的是，由于包括三维物体的空间场景为三维空间场景，因此图2b所示的仅为一个角度的光线展示效果图。
进一步地，根据本发明实施例，上述根据发射光线和第一击中点确定反射光线和/或折射光线，还包括：
根据发射光线、第一击中点以及所击中物体的形状确定第一法线和反射光线；和/或
根据发射光线、第一击中点以及所击中物体的折射率确定第二法线和折射光线。
步骤S204，确定至少一个击中点在三维坐标系中对应的击中点坐标；对于每条发射光线，连接相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标以及击中点坐标，得到第一光线，根据多个投影屏幕坐标对应的第一光线构建光路图。
进一步地，得到第一光线的步骤，还包括：
针对每一条发射光线，依次连接相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标、击中点坐标以及击中点对应的第一法线和/或第二法线，得到第一光线。
通过上述设置，光线追踪算法确定发射光线击中第一个三维物体(第一个击中点为多个投影屏幕坐标所构成的二维图像所对应的三维物体，也称目标三维物体)后的反射光线和/或折射光线，进行递归(继续确定反射光线和/或折射光线击中空间场景中某一个三维物体(反射或折射光线击中的三维物体为空间场景中除目标三维物体之外的三维物体，需要说明的是，经过多次反射/折射之后，反射光线/或折射光线可能再次击中目标三维物体)后的折射光线和/或反射光线)，直至达到递归深度阈值，通过上述设置，能够确定多个击中点，依次连接相机视点坐标、某一投影屏幕坐标以及延伸至空间场景中的击中点(按照击中顺序进行连接)即可确定途经该投影屏幕坐标的光线的行驶路径。
步骤S205，接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线。
具体地，根据本发明实施例，根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建好光路图后，用户只需输入目标投影屏幕坐标(即三维物体所对应的二维图像中某一点对应的坐标)，即可确定从目标光线发出、且途经该点的光线的发送路径，继而可实现光线的可视化展示。
步骤S206，向用户展示目标光线，以使得用户根据所展示的目标光线对光线追踪算法进行调试。
通过上述设置，根据可视化展示的目标光线对光线追踪算法进行调试，降低了光线追踪算法的调试难度，减少了调试成本。需要说明的是，根据目标光线对光线追踪算法进行调试仅为本发明的一个应用，但并不作为本发明的限定。
根据本发明实施例的技术方案，因为采用获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；向用户展示目标光线的技术手段，所以克服了现有的涉及到光线追踪技术的方法中，存在光线追踪算法的调试难度大、调试成本高的技术问题，进而达到对构建三维图像过程的追踪光线进行可视化展示，进而降低光线追踪算法的调试难度，减少调试成本的技术效果。
图3是根据本发明实施例提供的光线展示装置的主要模块的示意图；如图3所示，本发明实施例提供的光线展示装置300还包括：
位置获取模块301，用于获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置。
光线追踪算法是计算机图形学一种重要方法，它通过模拟光线在真实世界中的物理性质来构建具有真实感的三维图像。通过获取相机视点位置(模拟光线的发送起点)、三维物体的投影屏幕位置(所构建三维物体对应的二维图像)，有助于后续在用计算机生成的图像模拟光与物体相互作用的过程中，确定光线的发送路径，进而实现光线的可视化。
坐标系构建模块302，用于根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标。
具体地，根据本发明实施例，根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系构建三维坐标系，有助于后续确定光线所途经节点对应的坐标，便于确定光线发送路径图，进而达到对构建三维图像过程的追踪光线进行可视化展示，进而降低光线追踪算法的调试难度，减少调试成本的技术效果。
目标光线确定模块303，用于接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的。
具体地，根据本发明实施例，根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建好光路图后，用户只需输入目标投影屏幕坐标(即三维物体所对应的二维图像中某一点对应的坐标)，即可确定从目标光线发出、且途经该点的光线的发送路径，继而可实现光线的可视化展示。
进一步地，根据本发明实施例，上述光线展示装置300还包括光路图构建模块，用于：
以相机视点坐标为起点，分别连接多个投影屏幕坐标，以确定多条发射光线；
分别将多条发射光线延伸至空间场景中，根据光线追踪算法确定发射光线击中三维物体时的至少一个击中点，并确定至少一个击中点在三维坐标系中对应的击中点坐标；
对于每条发射光线，连接相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标以及击中点坐标，得到第一光线，根据多个投影屏幕坐标对应的第一光线构建光路图。
具体地，根据本发明实施例，多个投影屏幕坐标构成三维物体对应的二维图像，以目标光线的起点是相机视点坐标为起点，分别连接多个投影屏幕坐标，以确定多条发射光线；再将该多条发射光线分别延伸至包括三维物体的空间场景中，可根据光线追踪算法确定发射光线击中三维物体时的所对应的击中点，进而确定第一光线(即以目标光线为起点，途经投影屏幕坐标，进而延伸至空间场景中所对应的光线路径)。
优选地，根据本发明实施例，上述光路图构建模块，还用于：
根据光线追踪算法分别确定每条发射光线延伸至空间场景中时，击中三维物体所对应的击中点，根据发射光线和第一击中点确定反射光线和/或折射光线；
延伸反射光线和/或折射光线，确定反射光线和/或折射光线击中三维物体时对应的击中点，直至达到光线追踪算法对应的递归深度阈值。
通过上述设置，光线追踪算法确定发射光线击中第一个三维物体(第一个击中点为多个投影屏幕坐标所构成的二维图像所对应的三维物体，也称目标三维物体)后的反射光线和/或折射光线，进行递归(继续确定反射光线和/或折射光线击中空间场景中某一个三维物体(反射或折射光线击中的三维物体为空间场景中除目标三维物体之外的三维物体，需要说明的是，经过多次反射/折射之后，反射光线/或折射光线可能再次击中目标三维物体)后的折射光线和/或反射光线)，直至达到递归深度阈值，通过上述设置，能够确定多个击中点，依次连接相机视点坐标、某一投影屏幕坐标以及延伸至空间场景中的击中点(按照击中顺序进行连接)即可确定途经该投影屏幕坐标的光线的行驶路径。
进一步地，根据本发明实施例，上述光路图构建模块，还用于：
根据发射光线、第一击中点以及所击中物体的形状确定第一法线和反射光线；和/或
根据发射光线、第一击中点以及所击中物体的折射率确定第二法线和折射光线。
示例性地，根据本发明实施例，上述光路图构建模块，还用于：
针对每一条发射光线，依次连接相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标、击中点坐标以及击中点对应的第一法线和/或第二法线，得到第一光线。
通过上述设置，确定每个击中点所对应的法线，有助于后续根据展示的法线，对光线追踪算法进行调试。
展示模块304，用于向用户展示目标光线。
进一步地，根据本发明实施例，上述光线展示装置300还包括调试模块，用于：根据所展示的目标光线对光线追踪算法进行调试。
通过上述设置，根据可视化展示的目标光线对光线追踪算法进行调试，降低了光线追踪算法的调试难度，减少了调试成本。
根据本发明实施例的技术方案，因为采用获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；向用户展示目标光线的技术手段，所以克服了现有的涉及到光线追踪技术的方法中，存在光线追踪算法的调试难度大、调试成本高的技术问题，进而达到对构建三维图像过程的追踪光线进行可视化展示，进而降低光线追踪算法的调试难度，减少调试成本的技术效果。
图4示出了可以应用本发明实施例的光线展示方法或光线展示装置的示例性***架构400。
如图4所示，***架构400可以包括终端设备401、402、403，网络404和服务器405(此架构仅仅是示例，具体架构中包含的组件可以根据申请具体情况调整)。网络404用以在终端设备401、402、403和服务器405之间提供通信链路的介质。网络404可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备401、402、403通过网络404与服务器405交互，以接收或发送消息等。终端设备401、402、403上可以安装有各种通讯客户端应用，例如光线展示类类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、数据处理类应用、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。
终端设备401、402、403可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
服务器405可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备401、402、403所(进行光线展示/进行数据处理)的服务器(仅为示例)。该服务器可以对接收到的相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如目标光线--仅为示例)反馈给终端设备。
需要说明的是，本发明实施例所提供的光线展示方法一般由服务器405执行，相应地，光线展示装置一般设置于服务器405中。
应该理解，图4中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
下面参考图5，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机***500的结构示意图。图5示出的终端设备或服务器仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，计算机***500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有***500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，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510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508。
特别地，根据本发明公开的实施例，上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，本发明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509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本发明的***中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明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***、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(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，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***、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，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***、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、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的***、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***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括位置获取模块、坐标系构建模块、目标光线确定模块和展示模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，位置获取模块还可以被描述为“用于获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置的模块”。
作为另一方面，本发明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设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。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设备执行时，使得该设备包括：获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；向用户展示目标光线。
根据本发明实施例的技术方案，因为采用获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；根据相机视点位置和投影屏幕位置构建三维坐标系，在三维坐标系中确定相机视点坐标、以及投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；接收用户从多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据目标投影屏幕坐标、相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，目标光线的起点是相机视点坐标，光路图是根据三维坐标系、包括三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；向用户展示目标光线的技术手段，所以克服了现有的涉及到光线追踪技术的方法中，存在光线追踪算法的调试难度大、调试成本高的技术问题，进而达到对构建三维图像过程的追踪光线进行可视化展示，进而降低光线追踪算法的调试难度，减少调试成本的技术效果。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (10)
1.一种光线展示方法，其特征在于，包括：
获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；
根据所述相机视点位置和所述投影屏幕位置构建三维坐标系，在所述三维坐标系中确定相机视点坐标、以及所述投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；
接收用户从所述多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据所述目标投影屏幕坐标、所述相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，所述目标光线的起点是所述相机视点坐标，所述光路图是根据所述三维坐标系、包括所述三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；
向所述用户展示所述目标光线。
2.根据权利要求1所述的光线展示方法，其特征在于，根据所述三维坐标系、包括所述三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建光路图的步骤包括：
以所述相机视点坐标为起点，分别连接所述多个投影屏幕坐标，以确定多条发射光线；
分别将所述多条发射光线延伸至所述空间场景中，根据所述光线追踪算法确定发射光线击中所述三维物体时的至少一个击中点，并确定所述至少一个击中点在所述三维坐标系中对应的击中点坐标；
对于每条发射光线，连接所述相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标以及所述击中点坐标，得到第一光线，根据所述多个投影屏幕坐标对应的第一光线构建所述光路图。
3.根据权利要求2所述的光线展示方法，其特征在于，所述分别将所述多条发射光线延伸至所述空间场景中，根据所述光线追踪算法确定发射光线击中所述三维物体时的至少一个击中点，还包括：
根据所述光线追踪算法分别确定每条发射光线延伸至所述空间场景中时，击中所述三维物体所对应的击中点，根据所述发射光线和所述第一击中点确定反射光线和/或折射光线；
延伸所述反射光线和/或折射光线，确定所述反射光线和/或折射光线击中所述三维物体时对应的击中点，直至达到所述光线追踪算法对应的递归深度阈值。
4.根据权利要求3所述的光线展示方法，其特征在于，所述根据所述发射光线和所述第一击中点确定反射光线和/或折射光线，还包括：
根据所述发射光线、所述第一击中点以及所击中物体的形状确定第一法线和所述反射光线；和/或
根据所述发射光线、所述第一击中点以及所击中物体的折射率确定第二法线和所述折射光线。
5.根据权利要求4所述的光线展示方法，其特征在于，得到所述第一光线的步骤，还包括：
针对每一条发射光线，依次连接所述相机视点坐标、所述发射光线对应的投影屏幕坐标、所述击中点坐标以及所述击中点对应的第一法线和/或第二法线，得到所述第一光线。
6.根据权利要求1所述的光线展示方法，其特征在于，根据所展示的目标光线对所述光线追踪算法进行调试。
7.一种光线展示装置，其特征在于，包括：
位置获取模块，用于获取相机视点位置、三维物体的投影屏幕位置；
坐标系构建模块，用于根据所述相机视点位置和所述投影屏幕位置构建三维坐标系，在所述三维坐标系中确定相机视点坐标、以及所述投影屏幕位置中的多个投影屏幕坐标；
目标光线确定模块，用于接收用户从所述多个投影屏幕坐标中选择的目标投影屏幕坐标；根据所述目标投影屏幕坐标、所述相机视点坐标以及光路图确定目标光线；其中，所述目标光线的起点是所述相机视点坐标，所述光路图是根据所述三维坐标系、包括所述三维物体的空间场景以及光线追踪算法构建的；
展示模块，用于向所述用户展示所述目标光线。
8.根据权利要求7所述的光线展示装置，其特征在于，还包括光路图构建模块，用于：
以所述相机视点坐标为起点，分别连接所述多个投影屏幕坐标，以确定多条发射光线；
分别将所述多条发射光线延伸至所述空间场景中，根据所述光线追踪算法确定发射光线击中所述三维物体时的至少一个击中点，并确定所述至少一个击中点在所述三维坐标系中对应的击中点坐标；
对于每条发射光线，连接所述相机视点坐标、发射光线对应的投影屏幕坐标以及所述击中点坐标，得到第一光线，根据所述多个投影屏幕坐标对应的第一光线构建所述光路图。
9.一种电子设备，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，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110424924.4A CN112967369B (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种光线展示方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110424924.4A CN112967369B (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种光线展示方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112967369A true CN112967369A (zh) | 2021-06-15 |
| CN112967369B CN112967369B (zh) | 2024-06-25 |
Family
ID=76280929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110424924.4A Active CN112967369B (zh) | 2021-04-20 | 2021-04-20 | 一种光线展示方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112967369B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116681814A (zh) * | 2022-09-19 | 2023-09-01 | 荣耀终端有限公司 | 一种图像渲染方法和电子设备 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104704821A (zh) * | 2012-08-04 | 2015-06-10 | 保罗.拉普斯顿 | 扫描双向光场相机和显示器 |
| CN107665501A (zh) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 北京大学 | 一种实时变焦光线追踪渲染引擎 |
| US10360720B1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-07-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Hybrid raytracing approach for modeling light reflection |
| WO2019224804A1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | Adshir Ltd. | Fast generation of ray traced reflections of virtual objects in real world environment |
| CN111127620A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 西安芯瞳半导体技术有限公司 | 一种生成半球域采样模式的方法、装置及计算机存储介质 |
| CN111161391A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-05-15 | 南京芯瞳半导体技术有限公司 | 一种生成追踪路径的方法、装置及计算机存储介质 |
| CN112206517A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-12 | 网易（杭州）网络有限公司 | 一种渲染方法、装置、存储介质及计算机设备 |
-
2021
- 2021-04-20 CN CN202110424924.4A patent/CN112967369B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104704821A (zh) * | 2012-08-04 | 2015-06-10 | 保罗.拉普斯顿 | 扫描双向光场相机和显示器 |
| CN107665501A (zh) * | 2016-07-29 | 2018-02-06 | 北京大学 | 一种实时变焦光线追踪渲染引擎 |
| US10360720B1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-07-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Hybrid raytracing approach for modeling light reflection |
| WO2019224804A1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-11-28 | Adshir Ltd. | Fast generation of ray traced reflections of virtual objects in real world environment |
| CN111127620A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | 西安芯瞳半导体技术有限公司 | 一种生成半球域采样模式的方法、装置及计算机存储介质 |
| CN111161391A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-05-15 | 南京芯瞳半导体技术有限公司 | 一种生成追踪路径的方法、装置及计算机存储介质 |
| CN112206517A (zh) * | 2020-10-22 | 2021-01-12 | 网易（杭州）网络有限公司 | 一种渲染方法、装置、存储介质及计算机设备 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 孙玉楷;牛萍娟;郭云雷;刘雷;罗德智;: "基于正交投影的计算光场显示", 照明工程学报, no. 02 * |
| 王芳;秦磊华;: "基于BRDF和GPU并行计算的全局光照实时渲染", 图学学报, no. 05 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116681814A (zh) * | 2022-09-19 | 2023-09-01 | 荣耀终端有限公司 | 一种图像渲染方法和电子设备 |
| CN116681814B (zh) * | 2022-09-19 | 2024-05-24 | 荣耀终端有限公司 | 一种图像渲染方法和电子设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112967369B (zh) | 2024-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101072093B1 (ko) | Ａｏ를 이용하여 포토리얼리스틱 이미지를 위한 시스템 및 방법 | |
| CN108882025B (zh) | 视频帧处理方法和装置 | |
| CN112184873B (zh) | 分形图形创建方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| CN111915712B (zh) | 光照渲染方法、装置、计算机可读介质及电子设备 | |
| CN113379885B (zh) | 虚拟头发的处理方法及装置、可读存储介质及电子设备 | |
| US20220358735A1 (en) | Method for processing image, device and storage medium | |
| CN114792355B (zh) | 虚拟形象生成方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| CN110084873B (zh) | 用于渲染三维模型的方法和装置 | |
| KR20220161233A (ko) | 가상 캐릭터 생성 방법, 가상 캐릭터 생성 장치, 전자장비, 저장매체 및 컴퓨터 프로그램 | |
| WO2024088141A1 (zh) | 特效处理方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN112967369B (zh) | 一种光线展示方法和装置 | |
| US20230206567A1 (en) | Geometry-aware augmented reality effects with real-time depth map | |
| CN114596401A (zh) | 渲染方法、设备以及*** | |
| CN111145358B (zh) | 图像处理方法、装置、硬件装置 | |
| KR20140144714A (ko) | 장면 내의 참여 매체를 표현하는 방법 및 대응 장치 | |
| CN116563505B (zh) | 虚拟形象生成方法、装置、电子设备以及存储介质 | |
| CN114820908B (zh) | 虚拟形象生成方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| CN115239869B (zh) | 阴影处理方法、阴影渲染方法及设备 | |
| CN116363331B (zh) | 图像生成方法、装置、设备以及存储介质 | |
| US20230078041A1 (en) | Method of displaying animation, electronic device and storage medium | |
| US20240153159A1 (en) | Method, apparatus, electronic device and storage medium for controlling based on extended reality | |
| CN118096951A (zh) | 特效处理方法、装置、电子设备、存储介质及程序产品 | |
| CN117252976A (zh) | 模型渲染次序的确定方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN116168146A (zh) | 虚拟信息展示方法、装置、电子设备和计算机可读介质 | |
| CN117036577A (zh) | 场景的渲染方法、装置、存储介质和电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |