虚拟演播室场景的光感表现

Crye
…
于
g in 2
．
GPU
技术 的发 展
。
GPU
和
CPU
的分 离
．
．
使有关 图
形 处 理 的 运 算 从 C P U 中解 放 出 来
，
从架构上提升 了
n
…
e
系 统 处 理 图 形 的 能 力 形 成 了 如 下 的流 水 线模 型 ( 摘 自 NV ID IA 官 方 手 册 )
0逼 真 的 单 帧 后 再 进 行 后 期 合 成
制作周期 相 当长
．
。
虚拟 演播
； 统 所 使 用 的 渲 染 引 擎 为达 到 实 时 渲 染 的帧频
显 然无 法使用
，
B制 作 这 样 的离 线 渲 染 方 式
。
只 能采 用 简单 光 照 模 型
且无法
。
j 各 种 离线算 法
．
使 得 虚 拟 演 播 室场 景 在 效 果 上 打 了 折 扣
．
基 于 实时 渲 染 引 擎 的特 点
比较 常见 的 光 感 表 现 方 法 有 两 种
．
。
! 使 用 光效贴 图来模拟 光 效
常 用 的 是 使 用 带 通 道 的光 效 图
．
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，
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和
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关 于 ba
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一
效 果也 只 能算 是 中规 中矩
Vr
a
，
光
感 丰富但 真 实 感依 然 欠 佳 技术
．
通过对
y
渲 染 器 相 关功 能 的
些摸 索
．
笔 者发 现
y
的
一
些设 置 可 以 用 于 烘 焙
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下面是
。
Vra y
渲 染 的 效 果 图 和烘 焙 后 实 时 渲 染 引 擎 中的 渲 染 效 果 ( 测试 场 景取 自 E v
别 的引擎 上 使 用 了 怎样 的 技 术
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n
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e
2
是
Cr y te k
开 发 的 游 戏 引擎
．
．
极具 真 实
感的图形 部分使其被 广 为称赞
栩栩如生
．
图
6
中 水 面 的倒 影
令人 叹 服
。
实 时 渲 染 引 擎 能 够 达 到 如 此 逼 真 的效 果
～
．
得益
’
高6
游 戏 引 擎
的基 石
本质 上 说
，
虚拟 演 播 系 统 的 渲 染 引 擎 和 三 维 游 戏 的 图 形 引 擎 并 无 不 同
。
因此
．
，
金 属 的反 射
水 晶 的 折 射 这 些 复杂 效 果应 该 完全 可
。
以用 实 时 渲 染 引 擎 自 己 的特 性来 表 现
我 们 不 妨 借鉴 其 他 领 域
．
看 看 同 为 实 时渲 染
。
实 感 表 现 的实 现 手 段
关■调
宣染 技 术 的 特 性 受 制 于 实 8 ,J ~
如人意
，
虚拟演播 室的真实感
一
一
直不 尽
虽然可 以有各种回避这
一
问题的方法
— —
，
但 本文希望
，
从 真 实 感 表 现 中最 为 重 要 的
个环节
。
光感表现入手
探
讨 几 种 虚 拟 场 景 的效果 增 强 手段
、
光 效 贴 图和 烘 焙技 术
．
影 视 制作 上 所 表 现 出 来 的 几 近 真 实 的 虚拟 场 景
!之后 }
． ，
在 建 出三 维
利 用 虚 拟 引擎 的 时 间线 制 作 纹 理 动 画 来 模拟 流 光 效 果
比 较 简单 通 用
，
．
这 种方 法
使用
Me
n ta
Lra y
、
、
Re
n
de
烘焙技术
成 的携带场 光 影 信息的 喷贴 图
te
x
tu re
的设
置
然而
(s
c a n
．
各 离线渲 染器 对 于 烘 焙 这
)
，
一
技 术 的 支 持度 不 尽 相 同
、
．
且 大 多 数 只 支 持 简单 光 照 模 型 下 的 扫 描线算 法
．
I in
e
这 使得光能映射
。
、
光 线追 踪
Vr
a
散 焦 这些 离线 渲 染 的利 器 无 法 使 用
一
事 实上
实 时 渲 染 {r e a
lt im
e
—
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d e r in g
，
) 作 为计算 机 图 形 学 的
、
个重 要 分 支
从上
年 代 末开 始得 到 了
次又
一
次 的技 术 推 进
．
随 着 近 年 来 算 法 的演 进 和 硬 件 的增 强
，
在场 景 漫 游
、
游 戏设 计 领 域 已 经 成 为难 以 撼 动
娶
麓■
虚 拟演播技 术 在 得 到 广 泛 应 用 的 同 时
，
近年来
，
随着色键处 理 技术 的进步
，
，
摄像机跟踪定位技
术的成熟
下
，
以及计算机 图形 学的发展
。
虚拟演播技术得到 了
真 实感 的表 现
一
赢 是 大 家关 注 的 焦 点
。
本
更多更 广泛的实践
，
电视 节 目 也 得 以 在 相 对 低 廉 的 制作 成 本
。
文 结 合 江 苏 电视 台 虚 拟 演 播 室 的 实践 和 实
呈 现 给 观 众 独 特 的视 角 和 视 觉感 受 然而
，
-
时 渲 染 领 域 的新 技 术 点
，
．
以场景光感为切入
虚 拟场 景的表现 依 然是 虚 拟演播 技 术上 的难点
，
。
介 绍几 种 实 时 渲 染 环 境 下 虚 拟 场 景 真
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资源 )
图 5
图 4
V
r a
，
V
r a
Y
渲 染 器 烘焙 后 实时 渲 染
渲染 器 产 生 的效 果 图
的效 果
p
图
4
中 可 以看到 即 使事先计算 了
，
40M
的光 子 图 (p h o t o n
。
m a
) Vr a
．
y
渲 染 器 依 然用 了
5
分 多 钟 来 渲 染单帧
二
、
使用
GP U
编 程 实 现 动 态实 时 光感
．
光 效 贴 图 和纹 理 烘 焙 两 种 方 法 结 合 使 用 是 要 追 求 有 关 光感
世纪
70
。
．
可 以解决 很 大
。
一
部 分 虚 拟 演 播室 场 景 设 计 上 的 问题
．
．
而 且 处 理 手 段 都 我们 还
．
有 关 光线 折 反 射 更 深 入 的解决 方 案
、
rm a n
、
Re n d e
r
Mo n ke y
等离线 渲
．
效 果 取 决 于 对 光 效 图 的 整体 把 握
，
。
效果相对更好
采 用 光线追 踪
全局光照
光 能 映射 等 复 杂 的光 照 算 法
．
的方 法 是 采 用 环 境 贴 图
图 的实例
。
图
1
是
ORA D
虚拟 演播 系统 采 用 环 境 贴
V
r a
，
说 明 离 线 渲 染 算 法 是 不 可 能 用 于 实 时渲 染 引 擎 的
果 图几无 区 别
．
另
一
方面
．
烘 焙 后 场 景 在 虚拟 演播 系 统 中的 表 现 与
。
Y
效
这 证 明 了 通 过 细 致 调 节 渲 染参 数
．
利 用烘 焙 技 术完 全 可 以产 生 足 够 真 实 的 虚拟 场 景