[发明专利]一种层状结构人脸模型的真实感渲染方法

摘要

本发明公开了一种层状机构人脸模型的真实渲染方法，包括：步骤1，准备人脸数据，所述人脸数据包括：人脸三维模型、人脸的漫反射纹理、人脸的法线纹理和皮肤细节纹理；步骤2，将环境光光强I_am，皮脂层的镜面反射光光强I_sp，表皮层的漫反射光光强I_diff和真皮层的次表面散射光光强之和(I_R2,I_G2,I_B2)输出至人脸模型，得到最终的渲染效果I；本发明能更好地表现出人脸模型的半透明特性，在保证实时渲染的同时提高了渲染效果的真实感。

主权项

1.一种层状机构人脸模型的真实渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，准备人脸数据，所述人脸数据包括：人脸三维模型、人脸的漫反射纹理、人脸的法线纹理和皮肤细节纹理；步骤2，将环境光光强I_am，皮脂层的镜面反射光光强I_sp，表皮层的漫反射光光强I_diff和真皮层的次表面散射光光强之和(I_R2,I_G2,I_B2)输出至人脸模型，通过式(1)得到最终的渲染效果I；I＝I_am+I_diff*0.5+0.5+(I_R2,I_G2,I_B2)+I_sp  (1)式(1)中：I_am＝k_d·globalAmbient，k_d为反射系数，0<k_d<1，globalAmbient是环境光光强；I_diff＝k_dI₁(N·L)，k_d为反射系数，0<k_d<1，光源I₁为随机设定的照射在表皮层上的自然光；I₁为随机设定的照射在表皮层上的自然光光强，I₁为100lux～130lux，N为人脸模型的顶点单位法向量，L表示从人脸模型的顶点指向光源的单位向量；k_s是镜面反射系数，0.3≤k_s≤0.4；n_s是高光指数，1.3≤n_s≤1.4；L表示从人脸模型的顶点指向光源的单位向量，V表示设定的实际观察人脸模型的方向，T是人脸模型的顶点切向量；I_R2＝K_dI_2.r(N₁·L₁)，I_G2＝K_dI_2.g(N₁·L₁)，I_B2＝K_dI_2.b(N₁·L₁)；I_2.r、I_2.g、I_2.b分别是光源I₂在红、绿、蓝三原色上的强度分量；通过式(2)、(3)得到光源I₂的光强：I₂＝0.9I₁‑I_lose   (2)式(2)、(3)中，θ_i为光源I₁进入真皮层的角度，θ_r为光源I₁离开真皮层的角度，I_lose为当光源I₁以θ_i的角度进入真皮层，并以θ_r角度离开真皮层时损失的光强；I₁为光源I₁的光强；d为真皮层的厚度，单位为mm；a为吸收系数；通过式(4)、(5)得到次表面上的顶点法向量N₁和入射光L₁的方向：N₁＝N+N*D     (4)L₁＝L+L*D   (5)式(4)、(5)中，N为人脸模型的顶点单位法向量，L表示从人脸模型的顶点指向光源的单位向量；D为人脸表皮层厚度，单位为mm。