专利名称：一种分层渲染方法
技术领域：
本发明属于CG领域，是针对CG渲染中一种基于GPU的分层渲染工作方法的研究。■
背景技术：
随着GPU的快速发展，原先的基于CPU的渲染方式已经无法满足现有CG画质的需要。越精致的模型，其面数、材质、灯光参数越高，本身的渲染数据量很大，当需要修改原模型的任何一个部分或调整模型的任何一个参数，都需要进行完整模型的再渲染，这样每次修改一点都需要消耗同样的渲染时间。
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发明内容
本发明针对上述问题，提供一种分层渲染方法，采用VrayRT渲染器+GPU的最终渲染方式，进行分层渲染。 本发明一种分层渲染方法，包括以下步骤步骤一构建模型场景文件；步骤二 对模型场景文件进行分层；步骤三对分层后的模型场景文件分别利用vrayRT渲染器自带的光子文件以及支持GPU渲染的特性进行分层渲染得到渲染后的图片；步骤四对渲染后的图片进行合成。所述步骤一中的模型场景是指包含各种物体并且每个物体都设定好自身的各自属性后一起呈现在眼前的画面，构建模型场景文件的方法包括以下步骤(I)构建模型场景中具体模型的样式，具体参数包括模型的长、宽、高，以及位置；(2)选择vrayRT渲染器(起到什么作用？)；(3)对步骤(I)构建好的模型进行附材质操作，选择好材质后要对材质的参数进行调整，材质的参数包括反射率和漫反射，同时选择材质的颜色；(4)设定摄像机并调整视角；(5)对模型场景中打上灯光，调整照射范围和光强。步骤二所述对模型场景文件进行分层的方法包括以下步骤(a)对模型场景中的物体进行颜色层分层；(b)对模型场景中的物体进行物体层分层，对模型场景中具体模型更换材质，更换的材质可以任意选择，只要不同于之前的即可，将材质的自发光值调到最大。步骤四中所述的渲染后的图片合成指的是将渲染出的静态的每一帧图片用Premiere或AE或Shake合成软件进行合成。本发明方法通过对场景进行分层，达到优化场景结构的目的，对分层后的场景采用vrayRT渲染器并借助G PU进行渲染，利用vrayRT渲染器自带的光子文件以及支持GPU渲染的特性，进行加速渲染，同时经过分层后的场景可以自主选择渲染的部分即模型从而节省了渲染量，也可起到节省渲染时间的效果。■
图I为分层渲染总体结构图；图2为分层渲染工作流程图。■具体实施过程如图I所示，该结构图介绍了分层渲染的总体结构图，该结构图包括场景构建、模型分层、对分层后的物体分别进行渲染和渲染图片合成组成。步骤一需要用建模软件构建场景中具体模型的样式，具体参数包括模型的长、宽、高，以及位置。
步骤二选择渲染器，这里我们选择vrayRT渲染器。步骤三对构建好的模型进行附材质操作，附材质种类有很多种,像玻璃、磨砂等，这个根据自己的需要进行选择，选择好材质后要对材质的参数进行调整，主要的参数包括反射率，漫反射，同时选择材质的颜色。步骤四设定摄像机，按住Ctrl+c调出摄像机，拖动调整好视角，它决定渲染画面的角度，主要参数为位置。步骤五对场景中打上灯光，一般默认为标准灯光，调整照射范围和光强。如图2所示，分层次组合渲染工作流程如下(I)打开多边形编辑器用线条勾勒出所要构建的模型，具体参数包括模型的长、宽、高，以及位置。 (2)给予漫反射纹理贴图，设置其高光参数。(3)创建聚光灯、将聚光灯的阴影属性选择为vray，同时创建摄像机将视角并将其调到最佳视角，同时将灯光的参数调至合适范围。(4)在环境贴图中添加一张HDR贴图，将该贴图与模型关联起来，调试他的实现方式。(5)选择渲染器为vray，进行渲染至自己满意的状态，此时进行光子渲染。(6)开始进行分层，此处以一个包含两个模型A和B的场景为例，选中物体A右键选择物体属性(object property),选择Rendering Control中的By Layer,取消其中默认勾选的Visible to Camera,此时渲染出的场景图片中将不包含A模型,将场景文件另存为B. max ο(7)还原步骤一中的设置，选中B模型，进行步骤一中的相同操作，最后将场景文件另存为A. max,步骤一和二中分层是从颜色层的角度进行分层，为了保证渲染出的图片不会因为分层而失真，还要在分出个物体层。(8)还原步骤二中的设置，使场景文件恢复到初始状态，对场景文件中所有模型更换材质，更换的材质可以任意选择，只要不同于之前的即可，最重要的注意将材质的自发光值调到最大(100)即可，此时将场景文件另存为文件c. max，此max文件为物体层。(9)对于A. max、B. max和C. max分别进行渲染,渲染器在max中采用vrayRT渲染器，选择GPU渲染模式，最终通过图像合成软件进行最终结果的合成。(10)当A相对于B的初始位置发生变化时，就需要回到创建的场景模型中进行修改A和B的相对初始位置，同时重新保存物体层C. max,然后在重新保存，最终对新保存的A. max和C. max文件进行渲染，将最后的结果图和B的结果图通过合成软件进行重新合成即可。当A的材质发生变化时，只需要对A.max进行重新附材质的操作就可以。(11)此时使用渲染好的光子文件并连同分层过的文件进行渲染，出图后，进行合成即可。若场景中有很多模型，可采用一样的方法，按照修改模型的频率作为分层的标准，先从初始场景中分出一个物体层，将经常要修改的模型分一层或多层，将不经常修改的模型分一层，分别渲染，最后将渲染出的图片合成即可。上述所说的之所以选择vrayRT渲染器原因有二 (I)Vray拥有光子文件这一独特的渲染中间产物，所谓光子文件意指对场景文件中光部分的渲染计算，它产生在模型开始渲染到最终出图的过程中，渲染一个完整的场景文件大量的时间都耗费在光的计算上，有了光子文件不用每次渲染场景文件都要计算光的部分，极大的节省了渲染的时间，同时低分辨率的光子文件可以支持闻分辨率的渲染出图， 例如如果要想渲染1280*960分辨率的图片，只需要渲染320*240的光子文件即可起到光子加速的作用，这个比值一般在16倍左右。(2)目前的VrayRT版本已经支持了 GPU加速渲染的效果，在以后的版本中，这项功能必将越发的完善与提高，GPU+CPU的渲染模式比起以前的纯CPU渲染方式正常可提速数倍。上述所说的选择GPU进行渲染，是因为现在GPU已经支持并行计算技术，尤其在图形图像的生成，只要GPU是Nvidia并且支持并行，并且配上支持GPU加速渲染的软件即可实现加速渲染，本发明中所用的vrayRT渲染器支持GPU的并行，当使用此渲染器进行渲染时，打开任务管理器和GPU查看软件，会发现CPU和GPU的使用率接近100%，此时证明GPU加速起到了效果。
权利要求
1.一种分层渲染方法，其特征包括以下步骤 步骤一构建模型场景文件； 步骤二 对模型场景文件进行分层； 步骤三对分层后的模型场景文件分别利用VrayRT渲染器自带的光子文件以及支持GI^U渲染的特性进行分层渲染得到渲染后的图片； 步骤四对渲染后的图片进行合成。
2.根据权利要求I所述的一种分层渲染方法，其特征在于所述步骤一中的模型场景是指包含各种物体并且每个物体都设定好自身的各自属性后一起呈现在眼前的画面，构建模型场景文件的方法包括以下步骤 (O构建模型场景中具体模型的样式，具体参数包括模型的长、宽、高，以及位置； (2)选择vrayRT渲染器； (3)对步骤(I)构建好的模型进行附材质操作，选择好材质后要对材质的参数进行调整，材质的参数包括反射率和漫反射，同时选择材质的颜色； (4)设定摄像机并调整视角； (5 )对模型场景中打上灯光，调整照射范围和光强。
3.根据权利要求I所述的一种分层渲染方法，其特征在于步骤二所述对模型场景文件进行分层的方法包括以下步骤 Ca)对模型场景中的物体进行颜色层分层； (b )对模型场景中的物体进行物体层分层，对模型场景中具体模型更换材质，更换的材质可以任意选择，只要不同于之前的即可，将材质的自发光值调到最大。
4.根据权利要求I所述的一种分层渲染方法，其特征在于步骤四中所述的渲染后的图片合成指的是将渲染出的静态的每一巾贞图片用Premiere或AE或Shake合成软件进行合成。
全文摘要
本发明是针对CG渲染中的一种分层渲染方法，该方法包括以下步骤构建模型场景文件；对模型场景文件进行分层；对分层后的模型场景文件分别利用vrayRT渲染器自带的光子文件以及支持GPU渲染的特性进行分层渲染得到渲染后的图片；对渲染后的图片进行合成。通过对场景进行分层，达到优化场景结构的目的，对分层后的场景采用vrayRT渲染器并借助GPU进行渲染，利用vrayRT渲染器自带的光子文件以及支持GPU渲染的特性，进行加速渲染，同时经过分层后的场景可以自主选择渲染的部分即模型从而节省了渲染量，也可起到节省渲染时间的效果。
文档编号G06T19/00GK102831649SQ201210321748
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者刘镇, 钱萍, 刘山川, 郝冬宁 申请人:江苏科技大学