[发明专利]一种光照计算方法及固定管线渲染、可编程管线渲染方法

说明书

本发明公开了一种光照计算方法及固定管线渲染、可编程管线渲染方法，具体公开了一种改进的Blinn‑Phong光照计算方法，基于此光照计算方法无需添加任何光源即可高效的得到很好的三维渲染可视化效果，可进一步提高图形系统可视化效率，增加图形系统承载三维模型的能力，具有较高的应用推广价值。

技术领域

本发明涉及三维模型渲染技术，特别是一种光照计算方法及固定管线渲染、可编程管线渲染方法。

背景技术

三维模型可视化渲染时，经典的Blinn-Phong光照计算方法主要由三个分量构成：环境(Ambient)、漫反射(Diffuse)和镜面(Specular)光照。其中，环境光照分量与视点位置、光源及模型法线方向无关，其值一般等于物体颜色与一个很小的常量环境因子的剩积；漫反射光照分量与光源和模型法线方向相关，光源方向与模型法线方向间夹角越小其贡献度越大；镜面光照分量与视点位置、光源及模型法线方向直接相关，光源方向和视线方向的中间向量与模型法线间夹角越小其贡献度越大。可见，在经典Blinn-Phong光照计算方法中，漫反射与镜面光分量与视点位置及光源方向相关性很大，一般为得到较好的三维模型可视化渲染效果，会在场景中加入多个光源，但每增加一个光源就增加一次漫反射与镜面光计算过程，进而降低渲染效率。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的通过经典Blinn-Phong光照计算方法进行渲染需要加入多个光源导致渲染效率低的问题，提供一种光照计算方法及固定管线渲染、可编程管线渲染方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种光照计算方法，包括：

S1将三维模型可视化最终渲染颜色分为环境光照、漫反射光照及镜面光照三个分量；

S2环境光分量为模型颜色；

漫反射分量为相机方向与模型法线两个单位向量的点积；

镜面光分量为相机方向和视线方向的中间向量与模型法线两个单位向量的点积，再取其反光度次幂；

S3最终渲染颜色＝环境光分量*环境光强度+漫反射分量*漫反射强度+镜面光分量*镜面光强。

优选的，所述环境光分量：

Ambient＝color*0.1。

其中，color为颜色参数值。

优选的，所述漫反射分量：

Diffuse＝abs(dot(N,C))*color*0.9

其中，N指模型表面法线单位向量，C指相机方向。

优选的，所述镜面光分量：

Specular＝pow(abs(dot(H,N)),32)*color。

其中，H指半程向量。

一种采用了如以上任一项所述光照计算方法的固定管线渲染方法，在固定管线渲染方式中，每帧使用glLightfv()API将环境光照、漫反射光照及镜面光照三个分量传入渲染管线中，进行三维模型渲染。

一种采用了如以上任一项所述光照计算方法的可编程管线渲染方法，在可编程渲染管线中，选择在视图坐标系下计算所述光照计算方法，进行三维模型渲染。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

一种改进的Blinn-Phong光照计算方法，基于此光照计算方法无需添加任何光源即可高效的得到很好的三维渲染可视化效果，可进一步提高图形系统可视化效率，增加图形系统承载三维模型的能力，具有较高的应用推广价值。

附图说明