本發(fā)明涉及渲染，尤其涉及一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法。

背景技術(shù)：

1、在三維圖形渲染中，陰影的生成是一個(gè)計(jì)算密集型的任務(wù)，特別是在具有大量光源的場(chǎng)景中。預(yù)計(jì)算陰影貼圖是提高渲染性能的常用技術(shù)，但當(dāng)場(chǎng)景中的光源數(shù)量增加時(shí)，預(yù)計(jì)算的成本也隨之增加。因此，需要一種有效的方法來(lái)優(yōu)化大量光源下的陰影預(yù)計(jì)算過(guò)程。

2、因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，解決離線渲染行業(yè)中存在的效率、質(zhì)量和資源利用問(wèn)題，同時(shí)為用戶提供更快速、更高質(zhì)量的渲染服務(wù)。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：提供一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，包括以下步驟。

3、s1：用戶在用戶端上傳或指定需要渲染的場(chǎng)景，其中包含了場(chǎng)景的幾何數(shù)據(jù)、材質(zhì)信息以及光源配置。

4、s2：用戶端解析場(chǎng)景文件中的光源數(shù)據(jù)，提取每個(gè)光源的位置、方向、顏色、強(qiáng)度、影響范圍屬性。

5、s3：用戶在用戶端設(shè)置渲染參數(shù)并提交場(chǎng)景文件以及渲染配置至云渲染系統(tǒng)。

6、s4：通過(guò)云渲染系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)機(jī)器的腳本處理，將光源聚類；光源聚類的具體方式為：使用聚類算法(如k-均值、dbscan等)對(duì)光源進(jìn)行分組，將具有相似屬性的光源聚集在一起。

7、s5：進(jìn)行關(guān)鍵光源識(shí)別；即對(duì)于每個(gè)聚類，系統(tǒng)根據(jù)光源對(duì)場(chǎng)景的影響程度(例如，基于光強(qiáng)和角度等因素)識(shí)別出關(guān)鍵光源。

8、s6：進(jìn)行機(jī)器資源分配，預(yù)計(jì)算分配；；即對(duì)于關(guān)鍵光源，系統(tǒng)分配更多的計(jì)算資源進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的陰影預(yù)計(jì)算；對(duì)于非關(guān)鍵光源，采用低分辨率或近似方法進(jìn)行預(yù)計(jì)算。

9、s7：算力分配后生成貼圖；即云渲染系統(tǒng)根據(jù)預(yù)計(jì)算結(jié)果生成陰影貼圖，對(duì)于關(guān)鍵光源產(chǎn)生的陰影，確保高質(zhì)量和高分辨率；對(duì)于其他光源，則可能采用較低分辨率。

10、s8：進(jìn)行陰影合成；所有光源的陰影貼圖合成為最終的陰影效果。

11、s9：渲染執(zhí)行；即根據(jù)優(yōu)化后的預(yù)計(jì)算參數(shù)，云渲染系統(tǒng)執(zhí)行最終的渲染過(guò)程，生成帶有優(yōu)化陰影的圖像或動(dòng)畫。

12、s10：云渲染系統(tǒng)生成渲染輸出圖，并輸出給用戶端。

13、在步驟s10中，云渲染系統(tǒng)還輸出渲染報(bào)告，所述渲染報(bào)告包括：渲染時(shí)間、資源使用情況和可能的優(yōu)化建議，所述優(yōu)化建議為本次渲染的反饋，以方便用戶進(jìn)一步調(diào)整渲染參數(shù)等數(shù)據(jù)。

14、在步驟s10中，還包括；用戶通過(guò)用戶端查看渲染結(jié)果，用戶通過(guò)用戶端進(jìn)行下載或進(jìn)一步的后期處理。

15、在步驟s9中還包括：在實(shí)時(shí)渲染過(guò)程中，如果場(chǎng)景中的光源發(fā)生變化，云渲染系統(tǒng)自動(dòng)重新進(jìn)行光源聚類和預(yù)計(jì)算策略的調(diào)整，即進(jìn)入步驟s4。

16、在步驟s8中，陰影合成為陰影貼圖的混合、模糊、銳化處理步驟，以確保視覺(jué)上的連貫性和真實(shí)感。

17、所述用戶端為網(wǎng)頁(yè)端或客戶端。

18、本發(fā)明能夠提高渲染效率:通過(guò)減少必須處理的光源數(shù)量，降低陰影預(yù)計(jì)算的計(jì)算成本，從而加快整體的渲染速度。

19、本發(fā)明能夠增強(qiáng)圖像質(zhì)量:在保持高質(zhì)量陰影效果的同時(shí)，避免因大量光源導(dǎo)致的過(guò)度計(jì)算和性能下降。

20、本發(fā)明能夠優(yōu)化資源使用:合理分配計(jì)算資源，確保在有限的硬件資源下達(dá)到最佳的渲染效果。

21、本發(fā)明能夠提升用戶體驗(yàn):通過(guò)減少渲染時(shí)間，使用戶能夠更快地獲得渲染結(jié)果，同時(shí)保持視覺(jué)上的高質(zhì)量輸出。

22、本發(fā)明能夠適應(yīng)復(fù)雜場(chǎng)景:對(duì)于具有大量動(dòng)態(tài)或靜態(tài)光源的復(fù)雜場(chǎng)景，提供一種有效的處理方法，以應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)單一預(yù)計(jì)算方法無(wú)法解決的挑戰(zhàn)。

23、本發(fā)明能夠靈活應(yīng)對(duì)變化:在實(shí)時(shí)渲染過(guò)程中，根據(jù)場(chǎng)景動(dòng)態(tài)調(diào)整預(yù)計(jì)算策略，以適應(yīng)光源和環(huán)境的變化。

24、本發(fā)明能夠擴(kuò)展技術(shù)應(yīng)用范圍:通過(guò)提供一種可擴(kuò)展的陰影預(yù)計(jì)算優(yōu)化方法，使其適用于各種規(guī)模的離線渲染平臺(tái)和不同的應(yīng)用場(chǎng)景。

25、本發(fā)明能夠降低操作難度:自動(dòng)化聚類和預(yù)計(jì)算過(guò)程，減少用戶手動(dòng)調(diào)整的需要，降低操作難度和技術(shù)門檻。

26、采用上述方案，本發(fā)明提供一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，具有以下技術(shù)效果：

27、性能提升:通過(guò)減少必須處理的光源數(shù)量，降低了陰影預(yù)計(jì)算的計(jì)算復(fù)雜度，從而顯著提高了渲染速度和整體系統(tǒng)性能。

28、資源節(jié)約:優(yōu)化后的方法更高效地利用計(jì)算資源，減少了對(duì)高性能硬件的依賴，降低了硬件成本和能源消耗。

29、圖像質(zhì)量改善:盡管減少了計(jì)算量，但由于關(guān)鍵光源的準(zhǔn)確處理和智能合成技術(shù)，最終輸出的陰影效果仍然保持高質(zhì)量和真實(shí)感。

30、適應(yīng)性增強(qiáng):該方法能夠適應(yīng)不同的渲染環(huán)境和場(chǎng)景變化，特別是對(duì)于動(dòng)態(tài)變化的光源和復(fù)雜場(chǎng)景，提供了靈活的處理策略。

31、用戶體驗(yàn)優(yōu)化:加快了渲染時(shí)間，為用戶提供了更快的反饋，同時(shí)簡(jiǎn)化了操作流程，因?yàn)樽詣?dòng)化的聚類和預(yù)計(jì)算減少了用戶手動(dòng)調(diào)整的需求。

32、可擴(kuò)展性:該技術(shù)可以容易地集成到現(xiàn)有的渲染系統(tǒng)中，無(wú)論是在小規(guī)模的個(gè)人工作室還是大規(guī)模的渲染農(nóng)場(chǎng)。

33、智能化水平提高:引入了智能化的決策支持，如自動(dòng)識(shí)別關(guān)鍵光源和自動(dòng)調(diào)整預(yù)計(jì)算參數(shù)，提高了渲染系統(tǒng)的智能化水平。

34、兼容性和維護(hù)性:由于采用了標(biāo)準(zhǔn)化的聚類算法和預(yù)計(jì)算技術(shù)，該方法易于維護(hù)和升級(jí)，同時(shí)也能與多種文件格式和渲染引擎兼容。

35、總的來(lái)說(shuō)，基于光源聚類技術(shù)的陰影預(yù)計(jì)算優(yōu)化方法在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了渲染效率和圖像質(zhì)量的雙重提升，同時(shí)提供了更高的系統(tǒng)靈活性和用戶友好性。這些技術(shù)效果使得該方法在離線渲染行業(yè)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，其特征在于，在步驟s10中，云渲染系統(tǒng)還輸出渲染報(bào)告，所述渲染報(bào)告包括：渲染時(shí)間、資源使用情況和可能的優(yōu)化建議。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，其特征在于，在步驟s10中，還包括；用戶通過(guò)用戶端查看渲染結(jié)果，用戶通過(guò)用戶端進(jìn)行下載或進(jìn)一步的后期處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，其特征在于，在步驟s9中還包括：在實(shí)時(shí)渲染過(guò)程中，如果場(chǎng)景中的光源發(fā)生變化，云渲染系統(tǒng)自動(dòng)重新進(jìn)行光源聚類和預(yù)計(jì)算策略的調(diào)整，即進(jìn)入步驟s4。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，其特征在于，在步驟s8中，陰影合成為陰影貼圖的混合、模糊、銳化處理步驟，以確保視覺(jué)上的連貫性和真實(shí)感。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，其特征在于，所述用戶端為網(wǎng)頁(yè)端或客戶端。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種基于光源聚類技術(shù)優(yōu)化陰影預(yù)計(jì)算的方法，首先上傳場(chǎng)景文件，接著進(jìn)行光源屬性分析，接著設(shè)置渲染參數(shù)提交場(chǎng)景文件以及渲染參數(shù)至云渲染系統(tǒng)，接著通過(guò)云渲染農(nóng)場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)機(jī)器的腳本處理，將光源聚類，再進(jìn)行關(guān)鍵光源識(shí)別；接著進(jìn)行機(jī)器資源分配，預(yù)計(jì)算分配，接著算力分配后生成貼圖，然后進(jìn)行陰影合成，接著進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，接著渲染執(zhí)行，生成渲染輸出圖，輸出渲染輸出圖。本發(fā)明不僅提高了渲染效率和陰影質(zhì)量，而且通過(guò)智能化的管理和優(yōu)化，為用戶提供了一個(gè)高效、簡(jiǎn)便且可靠的離線渲染解決方案。

技術(shù)研發(fā)人員：顏銳濤,鄒瓊,高斌,周雙全
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市瑞云科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9