三维场景的局部渲染方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本技术涉及三维建模技术领域，尤其涉及一种三维场景的局部渲染方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.在三维世界里，追求场景画面真实感是一个无止尽的目标。随着硬件的不断升级，技术的不断提升，我们的场景也越来越复杂，模型更加精细，这必然给图形硬件带来极大的负荷。接踵而来的渲染优化是必不可少的。对于3d应用程序来说，影响性能的因素十分多，同时不同的硬件配置条件下，瓶径也会有所不同。因此，对应用程序进行有效的性能评测，需要对整个渲染管线原理有深入地了解。
3.lod技术在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性，从而提高绘制算法的效率。该技术通常对每一原始多面体模型建立几个不同逼近精度的几何模型。与原模型相比，每个模型均保留了一定层次的细节。在绘制时，根据不同的标准选择适当的层次模型来表示物体。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种三维场景的局部渲染方法、装置、电子设备及存储介质。
5.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种三维场景的局部渲染方法，包括：
6.获取待渲染三维场景对应的目标细节层次模型；
7.在检测到作用于所述目标细节层次模型的渲染操作的情况下，确定所述目标细节层次模型中的目标渲染区域；
8.获取所述目标渲染区域对应的目标渲染参数；
9.利用所述目标渲染参数对所述目标渲染区域进行渲染，得到所述三维场景的渲染结果。
10.进一步地，所述获取所述目标渲染区域对应的目标渲染参数，包括：
11.对所述目标渲染区域进行检测，确定所述目标渲染区域中的多个目标构件；
12.确定各个所述目标构件对应的目标渲染精度；
13.根据所述渲染精度对应的渲染参数生成所述目标渲染参数。
14.进一步地，所述确定各个所述目标构件对应的目标渲染精度，包括：
15.检测所述目标构件对应的目标特征参数；
16.获取所述目标特征参数所处的目标参数范围；
17.基于预设参数范围与渲染精度之间的对应关系，确定所述目标构件对应的目标渲染精度。
18.进一步地，所述特征参数包括以下至少一项：视点距离、构件尺寸、偏心率以及视野深度。
19.进一步地，所述利用所述目标渲染参数对所述目标渲染区域进行渲染，得到所述三维场景的渲染结果，包括：
20.基于所述目标构件以及所述目标渲染参数生成渲染信息；
21.获取所述渲染信息对应的渲染渠道，基于所述渲染渠道利用所述渲染信息进行渲染，得到所述三维场景的渲染结果。
22.进一步地，所述获取所述渲染信息对应的渲染渠道，包括：
23.根据所述目标渲染参数预测渲染过程对应的渲染效率；
24.在所述渲染效率大于或等于预设渲染效率的情况下，将集成外部渲染确定为所述渲染渠道；
25.在所述渲染效率小于所述预设渲染效率的情况下，将内置渲染确定为所述渲染渠道。
26.进一步地，所述根据所述目标渲染参数预测渲染过程对应的渲染效率，包括：
27.将所述目标渲染参数输入预先训练的预测模型，以使所述预测模型获取所述目标渲染参数中各个参数对应的权重值，并基于所述权重值计算所述渲染效率，其中，所述权重值用于表示所述目标渲染参数的复杂度。
28.根据本技术实施例的另一个方面，还提供了一种三维场景的局部渲染装置，包括：
29.第一获取模块，用于获取待渲染三维场景对应的目标细节层次模型；
30.确定模块，用于在检测到作用于所述目标细节层次模型的渲染操作的情况下，确定所述目标细节层次模型中的目标渲染区域；
31.第二获取模块，用于获取所述目标渲染区域对应的目标渲染参数；
32.渲染模块，用于利用所述目标渲染参数对所述目标渲染区域进行渲染，得到所述三维场景的渲染结果。
33.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，程序运行时执行上述的步骤。
34.根据本技术实施例的另一方面，还提供了一种电子装置，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行上述方法中的步骤。
35.本技术实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法中的步骤。
36.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本技术实施例通过确定目标细节层次模型中的目标渲染区域，并获取目标渲染区域对应的渲染参数，实现了对三维场景的局部渲染，相比现有技术中全局渲染的方式，能够适应更多的需求，同时相比全局渲染也减少了工作量。
附图说明
37.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
38.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本技术实施例提供的一种三维场景的局部渲染方法的流程图；
40.图2为本技术实施例提供的一种三维场景的局部渲染装置的框图；
41.图3为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
42.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
43.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个类似的实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
44.本技术实施例提供了一种三维场景的局部渲染方法、装置、电子设备及存储介质。本发明实施例所提供的方法可以应用于任意需要的电子设备，例如，可以为服务器、终端等电子设备，在此不做具体限定，为描述方便，后续简称为电子设备。
45.根据本技术实施例的一方面，提供了一种三维场景的局部渲染方法的方法实施例。图1为本技术实施例提供的一种三维场景的局部渲染方法的流程图，如图1所示，该方法包括：
46.步骤s11，获取待渲染三维场景对应的目标细节层次模型。
47.在本技术实施例中，用户在布置好三维场景后，可以触发渲染操作，客户端在检测到用户的触发操作的情况下，将三维场景转换为目标细节层析模型(及lod模型)。其中，目标细节层次模型的生成过程可以是：
48.光照模型：利用光照技术得到场景的不同细节层次。例如，可以用较少的多边形和改进的光照算法得到同包含较多的多边形的表示相似的效果。
49.纹理映射：该方法是适用一些纹理来表示不同的细节层次。具有精细细节层次的区域可以用一个带有纹理的多边形来代替。这个多边形的纹理是从某个特定的视点和距离得到的这个区域的一幅图像。
50.多边形简化：多边形简化算法的目的是输入一个由很多多边形构成的精细模型，得到一个跟原模型相当相似的但包含较少数目的多边形的简化模型，并保持原模型重要的视觉特征。大多数的细节层次简化算法都属于此类。
51.步骤s12，在检测到作用于目标细节层次模型的渲染操作的情况下，确定目标细节层次模型中的目标渲染区域。
52.在本技术实施例中，在得到目标细节层次模型后，客户端会检测用户是否作用于目标细节层次模型上的渲染操作，其中，可以检测用户点击“渲染”按钮确定触发渲染操作，并基于渲染操作确定用户从目标细节层次模型中选中的目标渲染区域，目标渲染区域包括：目标细节层次模型中局部构件。
53.步骤s13，获取目标渲染区域对应的目标渲染参数。
54.在本技术实施例中，在本技术实施例中，步骤s13，获取目标渲染区域对应的目标渲染参数，包括以下步骤a1-a3：
55.步骤a1，对目标渲染区域进行检测，确定目标渲染区域中的多个目标构件。
56.在本技术实施例中，获取预设构件特征库，从目标渲染区域中提取与预设构件特征库中的特征相匹配的目标特征，并基于目标特征确定其对应的目标构件。
57.步骤a2，确定各个目标构件对应的目标渲染精度。
58.在本技术实施例中，确定各个目标构件对应的目标渲染精度，包括以下步骤b1-b3：
59.步骤b1，检测目标构件对应的目标特征参数。
60.步骤b2，获取目标特征参数所处的目标参数范围。
61.步骤b3，基于预设参数范围与渲染精度之间的对应关系，确定目标构件对应的目标渲染精度。
62.在本技术实施例中，特征参数包括以下至少一项：视点距离、构件尺寸、偏心率以及视野深度。具体如下：
63.距离标准是物体到观察者的距离。这个距离是从视点到物体内指定点的欧氏距离。这种方法的理论依据是当一个物体距离视点越远，此物体能够被观察到的精细的细节部分就越少。这就意味着选择较粗糙的细节层次来表示物体不会对显示的逼真度有很大影响。
64.尺寸标准是表示物体的尺寸，较小的物体用较粗糙的细节层次，较大的用较精细的细节层次。利用了人眼辨识物体的能力随着物体尺寸的减小而减弱的特性。
65.偏心率是基于人眼辨识物体的能力随着物体逐渐远离视域中心而减弱的特性。视网膜的中心对物体细节的分辨能力较强，视网膜边缘的分辨能力较弱。根据这个原理，将显示的场景分为具有较精细细节层次的中心部分(对应于眼睛视域的中心)和外围部分(对应于视域的外围部分)。
66.视野深度：这种方法根据观察者眼睛的焦距来为物体选择合适的细节层次。在聚焦区域的前面或者后面的物体不被聚焦。
67.运动速度：该是根据物体相对于观察者视线的角速度选择合适的细节层次。在屏幕上快速运动的物体看起来是模糊的，这些物体只在很短的时间内被看到，因而观察者可能看不清它们。这样就可以用较粗糙的细节层次来表示它们。
68.步骤a3，根据渲染精度对应的渲染参数生成目标渲染参数。
69.在本技术实施例中，渲染参数包含但不仅限于：渲染引擎：选择场景渲染的引擎；设备：cpu渲染、gpu渲染；灯光:不勾选时,场景中放置的灯光将不起作用；阴影:控制场景是否产生阴影；渲染采样：最终渲染中但像素的光程追踪次数。采样次数越多，结果中的噪点就会越少，也会更加精确；预览采样：视窗渲染时采样次数；反射/折射:控制是否打开场景
中的反射和折射,在渲染gi的光子贴图和灯光缓存贴图的时候不勾选；最大深度:控制场景全局的反射和折射最大次数；贴图:不设置,则模型不显示贴图,只显示漫反射通道内的颜色；贴图过滤:设置,vr会用自带的aa抗锯齿来对贴图纹理过滤；全局照明过滤贴图:控制是都在全局光照中过滤贴图；最大透明级别:控制透明材质被光线追踪的最大深度,值越高,效果越好,速度越慢；覆盖材质:场景内的所有模型的替代材质,在跑灯光测试的时候可以用；光泽效果:不设置,场景中的反射模糊和折射模糊全部失去效果；二次光线偏移:控制场景中的重面不产生黑斑,一般只给很小的一个值(0.0001),纠正错误,因为数给的过大,会使gi(全局照明变得不正常)；体积：最大体积散射反弹次数；透明：透明度最大反弹次数；抗锯齿质量：控制网格曲面的边缘在渲染过程中如何进行抗锯齿处理。质量越低，网格曲面的边缘越显锯齿状，但渲染速度较快；质量越高，网格曲面边缘越显平滑，但渲染速度较慢。一般抗锯齿质量有：
70.低质量：最快的抗锯齿设置。对于每个渲染像素，将分析2个点并用其确定的对象的哪个部分是可见的，从而生成低质量边缘抗锯齿。
71.中等质量：对于每个渲染像素，将分析8个点并用其确定对象的哪个部分是可见，从而生成中等质量的边缘抗锯齿。
72.高质量：对于每个渲染像素，将分析32个点并用其确定对象的哪个部分是可见的，从而生成高质量边缘抗锯齿。
73.步骤s14，利用目标渲染参数对目标渲染区域进行渲染，得到三维场景的渲染结果。
74.在本技术实施例中，步骤s14，利用目标渲染参数对目标渲染区域进行渲染，得到三维场景的渲染结果，包括以下步骤c1-c2：
75.步骤c1，基于目标构件以及目标渲染参数生成渲染信息。
76.步骤c2，获取渲染信息对应的渲染渠道，基于渲染渠道利用渲染信息进行渲染，得到三维场景的渲染结果。
77.在本技术实施例中，步骤c2，获取渲染信息对应的渲染渠道，包括以下步骤c201-c203：
78.步骤c201，根据目标渲染参数预测渲染过程对应的渲染效率。
79.在本技术实施例中，根据目标渲染参数预测渲染过程对应的渲染效率，包括：将目标渲染参数输入预先训练的预测模型，以使预测模型获取目标渲染参数中各个参数对应的权重值，并基于权重值计算渲染效率，其中，权重值用于表示目标渲染参数的复杂度。
80.步骤c202，在渲染效率大于或等于预设渲染效率的情况下，将集成外部渲染确定为渲染渠道。
81.步骤c203，在渲染效率小于预设渲染效率的情况下，将内置渲染确定为渲染渠道。
82.在本技术实施例中，预先设置了不同渲染效率对应不同的渲染渠道。其中，在渲染效率大于或等于预设渲染效率的情况下，则表示目标构件需要更高的渲染条件。
83.也就是说，当场景到达一定精度时，就会对需要渲染的精度及效率要求变高，将需要进行局部渲染的区域进行标记，将标记后的模型发送至渲染器。渲染器可以支持集成市面上主流的渲染引擎，提高渲染效率和渲染质量。渲染器针对标记的局部渲染对象进行重新渲染，得到新的局部渲染对象，并使用新的局部渲染对象对整体模型中不满足需求的局
部渲染对象进行替换。
84.在本技术实施例中，预测模型的训练过程如下：
85.获取渲染参数样本，以及渲染参数样本对应的标注信息，标注信息用于标注渲染参数样本的特征，以及该特征对应的权重；使用渲染参数样本和标注信息对预设神经网络模型进行训练，以使预设神经网络模型学习渲染参数样本的特征，以及特征与权重之间的对应关系，最终得到预测模型。
86.本技术实施例通过确定目标细节层次模型中的目标渲染区域，并获取目标渲染区域对应的渲染参数，实现了对三维场景的局部渲染，相比现有技术中全局渲染的方式，能够适应更多的需求，同时相比全局渲染也减少了工作量。
87.图2为本技术实施例提供的一种三维场景的局部渲染装置的框图，该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。如图2所示，该装置包括：
88.第一获取模块21，用于获取待渲染三维场景对应的目标细节层次模型；
89.确定模块22，用于在检测到作用于目标细节层次模型的渲染操作的情况下，确定目标细节层次模型中的目标渲染区域；
90.第二获取模块23，用于获取目标渲染区域对应的目标渲染参数；
91.渲染模块24，用于利用目标渲染参数对目标渲染区域进行渲染，得到三维场景的渲染结果。
92.在本技术实施例中，第二获取模块23，包括：
93.检测子模块，用于对目标渲染区域进行检测，确定目标渲染区域中的多个目标构件；
94.确定子模块，用于确定各个目标构件对应的目标渲染精度；
95.生成子模块，用于根据渲染精度对应的渲染参数生成目标渲染参数。
96.在本技术实施例中，确定子模块，用于检测目标构件对应的目标特征参数；获取目标特征参数所处的目标参数范围；基于预设参数范围与渲染精度之间的对应关系，确定目标构件对应的目标渲染精度。
97.在本技术实施例中，特征参数包括以下至少一项：视点距离、构件尺寸、偏心率以及视野深度。
98.在本技术实施例中，渲染模块24，包括：
99.融合子模块，用于基于目标构件以及目标渲染参数生成渲染信息；
100.处理子模块，用于获取渲染信息对应的渲染渠道，基于渲染渠道利用渲染信息进行渲染，得到三维场景的渲染结果。
101.在本技术实施例中，处理子模块，用于根据目标渲染参数预测渲染过程对应的渲染效率；在渲染效率大于或等于预设渲染效率的情况下，将集成外部渲染确定为渲染渠道；在渲染效率小于预设渲染效率的情况下，将内置渲染确定为渲染渠道。
102.在本技术实施例中，处理子模块，用于将目标渲染参数输入预先训练的预测模型，以使预测模型获取目标渲染参数中各个参数对应的权重值，并基于权重值计算渲染效率，其中，权重值用于表示目标渲染参数的复杂度。
103.本技术实施例还提供一种电子设备，如图3所示，电子设备可以包括：处理器1501、通信接口1502、存储器1503和通信总线1504，其中，处理器1501，通信接口1502，存储器1503
通过通信总线1504完成相互间的通信。
104.存储器1503，用于存放计算机程序；
105.处理器1501，用于执行存储器1503上所存放的计算机程序时，实现上述实施例的步骤。
106.上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
107.通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。
108.存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，简称ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
109.上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
110.在本技术提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的三维场景的局部渲染方法。
111.在本技术提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的三维场景的局部渲染方法。
112.在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本技术实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk)等。
113.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本技术的保护范围内。
114.以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的
一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。