对目标物的风格化渲染方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及计算机技术领域，尤其涉及一种对目标物的风格化渲染方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.相关技术中，对于项目中的场景或物体的风格化渲染需求，虚幻引擎的pbr(也可称为基于物理的渲染技术)通用材质过于写实，存在无法满足风格化美术需求的问题。并且，由于虚幻引擎高度依赖pbr工作流，所以直接对虚幻引擎进行修改以使其满足风格化美术需求会造成美术制作成本大量增加的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术的目的在于提出一种对目标物的风格化渲染方法、装置、电子设备及存储介质。
4.基于上述目的，在第一方面，本技术提供了一种对目标物的风格化渲染方法，包括：
5.获取光源信息和所述目标物的表面颜色；其中，所述光源信息，包括：散射光信息、反射光信息和环境光信息；
6.根据漫反射菲涅尔因子、所述目标物的表面颜色、所述散射光信息和所述环境光信息确定漫反射光照模型；
7.根据所述反射光信息和所述漫反射光照模型确定镜面反射模型；
8.结合所述漫反射光照模型和所述镜面反射模型以确定光照模型，并利用所述光照模型对所述目标物进行风格化渲染。
9.在一种可能的实现方式中，所述根据漫反射菲涅尔因子、所述目标物的表面颜色、所述散射光信息和所述环境光信息确定漫反射光照模型，进一步包括：
10.根据所述目标物的表面颜色和所述环境光信息确定lambert模型分量；
11.分析所述目标物以确定粗糙度，并根据所述目标物的表面颜色、所述漫反射菲涅尔因子和所述散射光信息确定反射分量；
12.根据所述散射光信息确定影响被反射消耗的入射光的入射光相关项以及影响被反射消耗的出射光的出射光相关项；
13.根据所述lambert模型分量、所述反射分量、所述入射光相关项、所述出射光相关项以及法向量与入射光的点乘结果确定所述漫反射光照模型。
14.在一种可能的实现方式中，所述根据所述目标物的表面颜色和所述环境光信息确定lambert模型分量，进一步包括：
15.根据所述环境光信息确定环境光亮度；
16.根据所述目标物的表面颜色与所述环境光亮度的比值确定所述lambert模型分量。
17.在一种可能的实现方式中，所述分析所述目标物以确定粗糙度，并根据所述目标物的表面颜色、所述漫反射菲涅尔因子和所述散射光信息确定反射分量，进一步包括：
18.根据所述散射光信息确定漫反射角度；
19.根据所述粗糙度和所述漫反射角度确定粗糙度分量；
20.基于所述入射光相关项、所述出射光相关项、所述漫反射菲涅尔因子、所述目标物的表面颜色和所述粗糙度分量确定所述反射分量
21.在一种可能的实现方式中，所述根据所述散射光信息确定影响被反射消耗的入射光的入射光相关项以及影响被反射消耗的出射光的出射光相关项，进一步包括：
22.根据散射光信息获取表面法线与入射光的第一夹角以及所述表面法线与出射光的第二夹角；
23.根据所述第一夹角确定所述入射光相关项，并根据所述第二夹角确定所述出射光相关项。
24.在一种可能的实现方式中，所述根据所述粗糙度和所述漫反射角度确定粗糙度分量，进一步包括：
25.根据所述粗糙度和所述漫反射角度的余弦值的乘积确定所述粗糙度分量。
26.在一种可能的实现方式中，所述根据所述lambert模型分量和所述反射分量确定所述漫反射光照模型，还包括：
27.响应于检测到所述目标物的表面为绒毛材质，则获取所述目标物的表面光泽和色调；
28.根据所述表面光泽、所述色调和所述漫反射角度确定光泽分量；
29.根据所述lambert模型分量、所述反射分量和所述光泽分量确定所述漫反射光照模型。
30.在一种可能的实现方式中，所述方法，还包括：
31.获取所述目标物的明暗交界部分；
32.通过笔触贴图纹理采样以渲染所述明暗交界部分。
33.在一种可能的实现方式中，所述根据所述反射光信息和所述漫反射光照模型确定镜面反射模型，进一步包括：
34.根据所述反射光信息获取入射光与出射光的半程向量；
35.获取所述半程向量和所述表面法线的第三夹角；
36.根据所述漫反射光照模型确定漫反射常量；
37.基于菲涅尔方程、法线分布函数和微表面分布函数根据所述半程向量、所述第三夹角和所述漫反射常量确定所述镜面反射模型。
38.在第二方面，本技术提供了一种对目标物的风格化渲染装置，包括：
39.获取模块，被配置为获取光源信息和所述目标物的表面颜色；其中，所述光源信息，包括：散射光信息、反射光信息和环境光信息；
40.第一确定模块，被配置为根据漫反射菲涅尔因子、所述目标物的表面颜色、所述散射光信息和所述环境光信息确定漫反射光照模型；
41.第二确定模块，被配置为根据所述反射光信息和所述漫反射光照模型确定镜面反射模型；
42.渲染模块，被配置为结合所述漫反射光照模型和所述镜面反射模型以确定光照模型，并利用所述光照模型对所述目标物进行风格化渲染。
43.在第三方面，本技术提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的对目标物的风格化渲染方法。
44.在第四方面，本技术提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如第一方面所述的对目标物的风格化渲染方法。
45.从上面所述可以看出，本技术提供的一种对目标物的风格化渲染方法、装置、电子设备及存储介质，基于pbr的原始原理进行修改，通过获取光源信息和所述目标物的表面颜色；其中，光源信息，可以包括：散射光信息、反射光信息和环境光信息；根据漫反射菲涅尔因子、目标物的表面颜色、散射光信息和环境光信息确定漫反射光照模型；进一步根据反射光信息和漫反射光照模型确定镜面反射模型；结合漫反射光照模型和镜面反射模型以确定光照模型，并利用所述光照模型对所述目标物进行风格化渲染。从pbr的原始原理进行修改，减少了美术制作成本，并且可以将严格的物理模型转换为艺术导向为主的着色模型，正因为这种艺术导向的易用性，可以使得在渲染工作中，用非常直观的少量参数，以及非常标准化的工作流，就能快速实现涉及大量不同材质的目标物的非真实感的渲染工作，从而避免了虚幻引擎的pbr通用材质过于写实的问题，满足了风格化美术需求。
附图说明
46.为了更清楚地说明本技术或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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。
47.图1示出了本技术实施例所提供的一种对目标物的风格化渲染方法的示例性流程示意图。
48.图2示出了根据本技术的实施例的明暗交界部分的示意图。
49.图3示出了根据本技术的实施例的镜面反射模型处理的目标物与虚幻引擎处理的目标物的对比示意图。
50.图4示出了根据本技术的实施例的光照模型渲染的目标物与虚幻引擎处理的目标物的对比示意图。
51.图5示出了本技术实施例所提供的一种对目标物的风格化渲染装置的示例性结构示意图。
52.图6示出了本技术实施例所提供的一种电子设备的示例性结构示意图。
具体实施方式
53.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本技术进一步详细说明。
54.需要说明的是，除非另外定义，本技术实施例使用的技术术语或者科学术语应当
为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
55.如背景技术部分所述，当光照射到物体表面时,物体对光会发生反射、透射、吸收、衍射、折射、和干涉，其中被物体吸收的部分转化为热，反射、透射的光进入人的视觉系统，使我们能看见物体。为模拟这一现象，可以建立一些数学模型来替代复杂的物理模型，这些模型就称为明暗效应模型或者光照明模型虚幻的通用光照模型是基于光学物理原理的，光照强度的计算依赖于光能在现实世界中的传播情况，考虑光线与整个场景中各物体表面及物体表面间的相互影响，包括多次反射、透射、散射等。
56.而通过这一类的光照模型对项目中的场景或物体的风格化渲染需求时，虚幻引擎的pbr(也可称为基于物理的渲染技术)通用材质过于写实，存在无法满足风格化美术需求的问题。并且，由于虚幻引擎高度依赖pbr工作流，所以直接对虚幻引擎进行修改以使其满足风格化美术需求会造成美术制作成本大量增加的问题。
57.正因如此，本技术提供的一种对目标物的风格化渲染方法、装置、电子设备及存储介质，基于pbr的原始原理进行修改，通过获取光源信息和所述目标物的表面颜色；其中，光源信息，可以包括：散射光信息、反射光信息和环境光信息；根据漫反射菲涅尔因子、目标物的表面颜色、散射光信息和环境光信息确定漫反射光照模型；进一步根据反射光信息和漫反射光照模型确定镜面反射模型；结合漫反射光照模型和镜面反射模型以确定光照模型，并利用所述光照模型对所述目标物进行风格化渲染。从pbr的原始原理进行修改，减少了美术制作成本，并且可以将严格的物理模型转换为艺术导向为主的着色模型，正因为这种艺术导向的易用性，可以使得在渲染工作中，用非常直观的少量参数，以及非常标准化的工作流，就能快速实现涉及大量不同材质的目标物的非真实感的渲染工作，从而避免了虚幻引擎的pbr通用材质过于写实的问题，满足了风格化美术需求。
58.下面通过具体的实施例来对本技术实施例所提供的对目标物的风格化渲染方法进行具体说明。
59.图1示出了本技术实施例所提供的一种对目标物的风格化渲染方法的示例性流程示意图。
60.参考图1，本技术实施例所提供的一种对目标物的风格化渲染方法具体包括以下步骤：
61.s102：获取光源信息和所述目标物的表面颜色；其中，所述光源信息，包括：散射光信息、反射光信息和环境光信息。
62.s104：根据漫反射菲涅尔因子、所述目标物的表面颜色、所述散射光信息和所述环境光信息确定漫反射光照模型。
63.s106：根据所述反射光信息和所述漫反射光照模型确定镜面反射模型。
64.s108：结合所述漫反射光照模型和所述镜面反射模型以确定光照模型，并利用所
述光照模型对所述目标物进行风格化渲染。
65.针对步骤s102，假设我们的模型没有任何光照，那么我们只能把模型的贴图显示出来，在贴图上伪造一些光照和影子，而这时虽然能看出物体颜色，但毫无立体感可言。所以，需要在目标物所在的场景中放置光源，使其对场景产生光照，使得场景以及场景内的目标物具有立体感。
66.如果场景中光线颜色变化，但目标物的表面没有变化，这是不符合人眼经验的，所以在设置光源后，还需要考虑产生光源的灯光的颜色。在光源具有颜色变化后，目标物表面的贴图颜色就会产生变化。而对于光照模型而言，需要获取光源信息，并且由于对目标物进行渲染后，对目标物表面的颜色和质感会产生改变，所以还需要获取由光源照射目标物后，产生的目标物的表面颜色，从而构建出光照模型。因此，可以根据场景内的光源获取光源信息，可以包括散射光信息、反射光信息、入射光信息、出射光信息和环境光信息等。再进一步地，可以获取目标物由于光源照射后产生的表面颜色。
67.针对于步骤s104，如果只考虑光源对目标物进行渲染，整个目标物所有地方的亮度会变得完全一致。但是人眼经验中，目标物的背面应该是暗的，侧面是比较暗的，而正面才应该是完全亮的，所以还要考虑目标物本身的形状。而目标物的法线贴图可以比较精确的表达目标物的形状，法线与光照方向的夹角大小，决定了物体的受光程度。夹角越小，光线越强，反之，夹角越大，光线越弱，恰好与夹角余弦值的变化一致。但进一步，日常所处的环境很多时候会存在环境光，目标物的背面不应该全是暗的，因此，不仅需要考虑目标物的表面颜色和在目标物表面产生散射后的散射光信息，进一步还要考虑环境光信息，来确定漫反射光照模型。
68.在漫反射中，漫反射率代表的是折射到表面、散射、部分吸收以及再发射的光。鉴于，部分光被吸收，漫反射会随着目标物的表面颜色而着色，一般地，非金属材料中任何被着色的部分都可以被认为是漫反射。相关技术中的虚幻引擎评估了burley漫反射模型，发现该模型与现有技术中的lambert模型效果区别不大，而且其他更加复杂的漫反射模型并不能很有效地运用再基于图像或球谐光照中。因而相关技术中，对于漫反射光照模型而言，是直接应用了lambert模型。
69.但是，申请人研究发现再设计粗糙材质绘制一定的菲涅尔反射时，光滑表面的掠影是由菲涅尔方程表现的，然后普遍的漫反射模型一般不考虑表面粗糙度对菲涅尔折射的影响，要么假设表面光滑，要么忽略菲涅尔效应。因此，本技术中在漫反射上调整了漫反射菲涅尔因子，同时包括漫反射回射项。一般情况下，brdf(双向反射分布函数)可以定义为出射的辐出度与入射的辐照度额比值，用于衡量物体表面与光线进行反射的特性，表示出物体的材质效果。
70.相关技术中，lambert模型的brdf可以表示为
71.f(θ)＝max(cosθ，o)＝max(l
·
n，o)。
72.在一些实施例中，可以在lambert模型的基础上进行调整，并增加对粗糙度的考虑。根据上述步骤获取到的目标物的表面颜色和环境光信息，可以确定lambert模型分量。具体地，可以根据环境光信息确定环境光亮度，再根据目标物的表面颜色与环境光亮度的比值确定lambert模型分量。
73.其中，lambert模型分量可以表示为
74.f
lambert
＝basecolor/brightness
75.其中，basecolor表示目标物的表面颜色，brightness表示环境光亮度。brightness决定了散射参数，为了便于具体渲染工作中对参数进行调整，本技术将守恒的参数与添加的掠射分量开发给渲染人员，与虚幻引擎中的lambert模型相比，本技术不遵循能量守恒。
76.在一些实施例中，在确定lambert模型分量之后，可以分析目标物，从而确定目标物的粗糙度，并根据目标物的颜色、漫反射菲涅尔因子和散射光信息确定反射分量。具体地，可以根据散射光信息确定漫反射角度、入射光相关项和出射光相关项，这是因为光滑目标物的表面绝对平坦，能够影响次表面散射的是次表面散射的能量来源，而这些能量来源是被高光截断剩下的，因此需要获取影响被反射消耗的入射光的入射光相关项f
l
。而不仅仅入射的时候会被反射截断，在散射完最终出射的时候其实也会被反射消耗，所以，还需要获取影响被反射消耗的出射光的出射光相关项fv。
77.需要说明的是，入射光相关项f
l
可以通过表面法线与入射光之间的夹角来确定，出射光相关项fv可以通过表面法线与出射光之间的夹角来确定。其中，表面法线可以通过散射光信息来获取。对于法线的生成方式，更早期的渲染中，因为显卡性能差，一般不适用法线贴图，而是用比较交单的法线来表述整个模型的形状，但对于现在的技术而言，可以使用法线贴图来生成法线。
78.进一步地，对于入射光相关项f
l
，可以表示为
79.f
l
＝pow5(1-cosθ
l
)
80.其中，pow5表示5次幂运算，θ
l
，表示表面法线与入射光的夹角，也即第一夹角；对于出射光相关项fv，可以表示为
81.fv＝pow5(1-cosθv)
82.其中，θv表示表面法线与出射光的夹角，也即第二夹角。
83.再进一步地，在确定了入射光相关项和出射光相关项之后，可以根据粗糙度和上述步骤中根据散射光信息确定的漫反射角度确定粗糙度分量。具体地，粗糙度分量可以根据粗糙度和漫反射角度的余弦值的乘积来确定，其中，粗糙度分量rr可以表示为
84.rr＝2*roughness*cos2(θd)
85.其中，roughness表示粗糙度，θd表示漫反射角度。粗糙度分量rr大于1时，越掠射反射越强，而当粗糙度分量rr小于1时，越掠射反射越弱。
86.需要说明的是，可以基于入射光相关项、出射光相关项、漫反射菲涅尔因子、目标物的表面颜色和粗糙度分量来确定反射分量，该反射分量f
retro-reflection
可以表示为
87.f
retro-reflection
＝basecolor/π*rr(f
l
fv f
l
fv(r
r-1))
88.其中，basecolor表示目标物的表面颜色，1/π表示漫反射菲涅尔因子，rr表示粗糙度分量。粗糙的次表面散射模型会受粗糙度影响反射分量f
retro-reflection
是由于表面粗糙，导致在掠射角方向时，视线和光线越靠近逆射越明显。
89.在微平面上，如果有很多法线能都反射到人眼，那么这一块就会产生高光。如果法线方向很乱，光线四射，人眼看到的就是漫反射。也就是说，高光跟漫反射是互斥的，高光加上漫反射光才是总的入射光。
90.因此在一些实施例中，在确定了lambert模型分量和反射分量之后，可以基于二者
确定漫反射光照模型，具体地，漫反射光照模型fd，可以表示为
91.fd＝f
lamber
(1-0.5f
l
)(1-0.5fv) f
retro-reflection
n
·
l
92.其中，f
lamber
表示lambert模型分量，f
l
表示影响被反射消耗的入射光的入射光相关项，fv表示影响被反射消耗的出射光的出射光相关项，f
retro-reflection
表示反射分量，n表示法向量，l表示入射光方向。
93.在一些实施例中，有了逆射还不够，如果检测到目标物的表面为绒毛材质，则边缘由于多次折射反射更频繁，因此会更亮。所以可以获取目标物的表面光泽和色调，根据表面光泽、色调和漫反射角度确定光泽分量，当目标物的边缘由于更频繁的发生折射反射而使得亮度更亮时，可以将光泽分量添加至漫反射光照模型中，也即可以根据lambert模型分量、反射分量和光泽分量重新确定漫反射光照模型。其中，光泽分量f(sheen，θd)可以表示为
94.f(sheen，θd)＝sheen*pow5((1-sheen) sheen*tint)*(1-cosθd)
95.其中，sheen表示表面光泽，tint表示色调。可以通过设置布尔值的方式交给美术制作人员选择是否将光泽变量添加至漫反射光照模型中。
96.图2示出了根据本技术的实施例的明暗交界部分的示意图。
97.在一些实施例中，参考图2，在得到漫反射光照模型的基础上，可以对明暗交界部分进行单独的风格化处理，由于没办法凭空对目标物的明暗交界部分设置一条分割线，所以可以通过笔触贴图纹理采样的方式，对原画刷一些笔刷，映射到图中，从而渲染明暗交界部分，对其进行风格化处理。
98.针对于步骤s106，在一些实施例中，没有光的情况下，因为看不到目标物，所以呈现出的目标物就没有颜色，所以在pbr中，材质没有材质颜色这个说法。而材质自带的rgb，说的是目标物对漫反射光线、镜面光线和环境光的rgb三个通道的接收程度。材质的rgb通道是对光线的rgb颜色的缩放，所以对于镜面反射而言，可以基于具有艺术导向的迪士尼模型根据反射光信息和漫反射光照模型来确定镜面反射模型。
99.进一步地，对于镜面反射而言，反射的能量其实根本没有进去过目标物的表面，所以这个能量是反射完剩下的能量。在镜面反射中，环境光无法直接通过现有技术中的反射模型的公式来描述，因为环境光会有很多不同入射方向的光线照射到目标物的表面，而要计算这些光线是否反射出去，需要使用半球积分。
100.之所以利用半球积分来确定镜面反射模型，是因为目标物的表面可能是凹凸不平的，半球积分是积分上半球，因为下半球接收不到。其实从立体角的定义来说，无论是正方形还是什么形状，跟球形的立体角是相等的，使用半球积分可以很好的模拟一个凹凸不平的表面。因为需要计算的是一个方向的光发射出的能量，所以需要对整个目标物的表面做积分，可以使用dwi来作为积分的变量，也就是入射光线方向，来充斥整个半球表面。
101.需要说明的是，镜面反射模型的确定过程，可以包括以下步骤：根据反射光信息获取入射光与出射光的半程向量，再根据漫反射光照模型确定漫反射常量diffuse；基于菲涅尔方程、法线分布函数和微表面分布函数根据半程向量和漫反射常量确定镜面反射模型。其中法线分布函数是用来确定目标物哪些地方产生了漫反射，哪些地方产生了高光的，法线分布函数可以通过半球积分来确定。其中，镜面反射模型f(l,v)，可以表示为
[0102][0103]
其中，l表示入射光，v表示出射光，f()表示所述菲涅尔方程，d()表示所述法线分布函数，g()表示所述微表面分布函数，diffuse表示所述漫反射常量，θd表示漫反射角度，θh表示所述半程向量与法线的夹角，也即第三夹角。
[0104]
需要说明的是，d()表示法线分布函数也可称为(ndf)，是用来描述微面元法线分布的概率，即正确朝向的法线的浓度。即具有正确朝向，能够将来自l的光反射到v的表面点的相对于表面面积的浓度。f()表示菲涅尔方程，是用来描述不同的表面角下表面所反射的光线所占的比率。4cosθ
l
cosθv可以理解为校正因子，作为微观几何的局部空间和整个宏观表面的局部空间之间变换的微平面量的校正。
[0105]
进一步地，对于ndf，可以使用高效的ggx/tr模型。而blinn-phong模型的低开销，及其更长的拖尾导致的独特、自然的表现吸引了美工人员，可以同时采纳了模型中重新参数化的α参数，其中α＝roughness2，其ggx模型可以表示为
[0106][0107]
对于菲涅尔方程，可以使用了小小改动的schlick近似算法，使用了球面gaussian近似值来代替指数项，可以提高计算效率且只带来不可察觉的差异，其公式可以为：
[0108]
f(v，h)＝f0 (1-f0)2(-5.55473(v
·
h)-6.98316)(v
·
h)
[0109]
其中f0表示法线入射的specular反射率。而specular指的是光未进入物体，直接在表面发生反射。
[0110]
图3示出了根据本技术的实施例的镜面反射模型处理的目标物与虚幻引擎处理的目标物的对比示意图。
[0111]
参考图3，左侧为利用本技术镜面反射模型调整后的效果，右侧为虚幻引擎的官方效果。虚幻引擎提供的镜面反射模型在specular上取了近似值，(也就是rgb的r值)，掠射镜面反射是非彩色的。为了模拟更艺术导向的效果直接开放了specular color与specular。用户可以根据需要给与高光颜色或者贴图。
[0112]
在一些实施例中，进一步还可以延用虚幻引擎中的split sum approximation部分，其中，公式推导的第一步可以表示为
[0113][0114]
等式右边就是蒙特卡洛积分公式，其中就是概率分布函数：pdf，要说明的是：对于渲染方程，pdf是一个归一化函数(normalized function)，即在半球域内的积分值为1。
[0115]
出于性能方面的考虑，下一步也是一个近似。也就是把第一步的蒙特卡洛公式分拆为两个∑来运算。
[0116][0117]
当入射光是常量的时候，这个近似是准确的，对于通用的环境之下会有很精确的效果。
[0118]
图4示出了根据本技术的实施例的光照模型渲染的目标物与虚幻引擎处理的目标物的对比示意图。
[0119]
参考图4，可以看出针对于步骤s108，结合漫反射光照模型和镜面反射模型以确定光照模型后，利用光照模型对目标物进行风格化渲染的效果相比于虚幻引擎的官方的光照模型渲染后的目标物，本技术更能够突出非真实感，实现了定制化的风格化渲染。
[0120]
从上面所述可以看出，本技术提供的一种对目标物的风格化渲染方法、装置、电子设备及存储介质，基于pbr的原始原理进行修改，通过获取光源信息和所述目标物的表面颜色；其中，光源信息，可以包括：散射光信息、反射光信息和环境光信息；根据漫反射菲涅尔因子、目标物的表面颜色、散射光信息和环境光信息确定漫反射光照模型；进一步根据反射光信息和漫反射光照模型确定镜面反射模型；结合漫反射光照模型和镜面反射模型以确定光照模型，并利用所述光照模型对所述目标物进行风格化渲染。从pbr的原始原理进行修改，减少了美术制作成本，并且可以将严格的物理模型转换为艺术导向为主的着色模型，正因为这种艺术导向的易用性，可以使得在渲染工作中，用非常直观的少量参数，以及非常标准化的工作流，就能快速实现涉及大量不同材质的目标物的非真实感的渲染工作，从而避免了虚幻引擎的pbr通用材质过于写实的问题，满足了风格化美术需求。
[0121]
需要说明的是，本技术实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本技术实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
[0122]
需要说明的是，上述对本技术的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0123]
图5示出了本技术实施例所提供的一种对目标物的风格化渲染装置的示例性结构示意图。
[0124]
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本技术还提供了一种对目标物的风格化渲染装置。
[0125]
参考图5，所述对目标物的风格化渲染装置，包括：获取模块、第一确定模块、第二确定模块以及控制模块；其中，
[0126]
获取模块，被配置为获取光源信息和所述目标物的表面颜色；其中，所述光源信息，包括：散射光信息、反射光信息和环境光信息；
[0127]
第一确定模块，被配置为根据漫反射菲涅尔因子、所述目标物的表面颜色、所述散射光信息和所述环境光信息确定漫反射光照模型；
[0128]
第二确定模块，被配置为根据所述反射光信息和所述漫反射光照模型确定镜面反射模型；
[0129]
渲染模块，被配置为结合所述漫反射光照模型和所述镜面反射模型以确定光照模型，并利用所述光照模型对所述目标物进行风格化渲染。
[0130]
在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块进一步被配置为：
[0131]
根据所述目标物的表面颜色和所述环境光信息确定lambert模型分量；
[0132]
分析所述目标物以确定粗糙度，并根据所述目标物的表面颜色、所述漫反射菲涅尔因子和所述散射光信息确定反射分量；
[0133]
根据所述散射光信息确定影响被反射消耗的入射光的入射光相关项以及影响被反射消耗的出射光的出射光相关项；
[0134]
根据所述lambert模型分量、所述反射分量、所述入射光相关项、所述出射光相关项以及法向量与入射光的点乘结果确定所述漫反射光照模型。
[0135]
在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块进一步还被配置为：
[0136]
根据所述环境光信息确定环境光亮度；
[0137]
根据所述目标物的表面颜色与所述环境光亮度的比值确定所述lambert模型分量。
[0138]
在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块进一步还被配置为：
[0139]
根据所述散射光信息确定漫反射角度；
[0140]
根据所述粗糙度和所述漫反射角度确定粗糙度分量；
[0141]
基于所述入射光相关项、所述出射光相关项、所述漫反射菲涅尔因子、所述目标物的表面颜色和所述粗糙度分量确定所述反射分量。
[0142]
在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块进一步还被配置为：
[0143]
根据散射光信息获取表面法线与入射光的第一夹角以及所述表面法线与出射光的第二夹角；
[0144]
根据所述第一夹角确定所述入射光相关项，并根据所述第二夹角确定所述出射光相关项。
[0145]
在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块进一步还被配置为：
[0146]
根据所述粗糙度和所述漫反射角度的余弦值的乘积确定所述粗糙度分量。
[0147]
在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块进一步还被配置为：
[0148]
响应于检测到所述目标物的表面为绒毛材质，则获取所述目标物的表面光泽和色调；
[0149]
根据所述表面光泽、所述色调和所述漫反射角度确定光泽分量；
[0150]
根据所述lambert模型分量、所述反射分量和所述光泽分量确定所述漫反射光照模型。
[0151]
在一种可能的实现方式中，所述装置，还包括：采样模块；
[0152]
所述采样模块，进一步被配置为：
[0153]
获取所述目标物的明暗交界部分；
[0154]
通过笔触贴图纹理采样以渲染所述明暗交界部分。
[0155]
在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块进一步被配置为：
[0156]
根据所述反射光信息获取入射光与出射光的半程向量；
[0157]
获取所述半程向量和所述表面法线的第三夹角；
[0158]
根据所述漫反射光照模型确定漫反射常量；
[0159]
基于菲涅尔方程、法线分布函数和微表面分布函数根据所述半程向量、所述第三夹角和所述漫反射常量确定所述镜面反射模型。
[0160]
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本技术时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
[0161]
上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的对目标物的风格化渲染方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
[0162]
图6示出了本技术实施例所提供的一种电子设备的示例性结构示意图。
[0163]
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本技术还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的对目标物的风格化渲染方法。参考图6，图6示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器610、存储器620、输入/输出接口630、通信接口640和总线650。其中处理器610、存储器620、输入/输出接口630和通信接口640通过总线650实现彼此之间在设备内部的通信连接。
[0164]
处理器610可以采用通用的cpu(central processing unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
[0165]
存储器620可以采用rom(read only memory，只读存储器)、ram(random access memory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器620可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器620中，并由处理器610来调用执行。
[0166]
输入/输出接口630用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入/输出模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
[0167]
通信接口640用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如usb、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、wifi、蓝牙等)实现通信。
[0168]
总线650包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器610、存储器620、输入/输出接口630和通信接口640)之间传输信息。
[0169]
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器610、存储器620、输入/输出接口630、通信接口640以及总线650，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
[0170]
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的对目标物的风格化渲染方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
[0171]
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本技术还提供了一种非暂
态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的对目标物的风格化渲染方法。
[0172]
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
[0173]
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的对目标物的风格化渲染方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
[0174]
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本技术的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本技术的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本技术实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
[0175]
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本技术实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(ic)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本技术实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本技术实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本技术的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本技术实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
[0176]
尽管已经结合了本技术的具体实施例对本技术进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态ram(dram))可以使用所讨论的实施例。
[0177]
本技术实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本技术实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。