基于SDF的渲染模型的重建方法及头发渲染生成方法与流程

本申请涉及数字人渲染，具体而言，涉及一种基于sdf的渲染模型的重建方法及头发渲染生成方法。

背景技术：

1、当前的发型合成技术，一种是传统的基于3d渲染引擎固定生成头发或发型的算法。另一种基于深度学习的方法。

2、使用传统的固定的算法往往缺乏对真实头发多样性的表达，导致生成的头发显得刻板和不够自然。这使得传统方法难以达到真人级别的逼真感，因为它们无法模拟真实头发的丰富细节和变化。

3、基于深度学习的发型合成方法在生成头发时仍然面临挑战，导致生成的头发纹理不真实、形状不生动等问题。此外，深度学习方法通常受限于训练数据的质量和多样性，因此难以完整地捕捉各种头发类型和风格，使得难以模拟个体真实头发的状况。

4、综上，上述两种方法在生成发型的时候都存在生成的不够自然，无法达到真人级别的程度。同时这些算法针对某个真人，无法模拟其真实头发状况，从而影响3d渲染的真实感。此外其他的图片或视频真人重建发型相关技术，恢复出来的发型只能反应其在视频或图片出现角度的状况，对于其他未出现的视角的发型模拟能力较差，也无法体现真实世界的环境影响，从而影响了真实感。

5、针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种基于sdf的渲染模型的重建方法及头发渲染生成方法，以至少解决现有渲染技术无法生成真实自然的头发、无法达到真人级别的程度的技术问题。

2、根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于sdf的渲染模型的重建方法，包括：获取模特的头部、肩部和头发的体积几何数据；利用sdf重建技术，对所述体积几何数据进行重建，得到描述所述头发的三维几何结构；使用光线追踪技术模拟光线在三维空间中的传播，来追踪所述光线与所述头发的三维几何结构的交点的颜色；基于所述头发的三维几何结构和所述颜色，来对预先构建的预训练模型进行重建。

3、根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种头发渲染生成器的构建装置，包括：获取模块，被配置为获取模特的头部和肩部和头发的体积几何数据；几何重建模块，被配置为利用sdf重建技术，对所述体积几何数据进行重建，得到描述所述头发的三维几何结构；颜色重建模块，被配置为使用光线追踪技术模拟光线在三维空间中的传播，来追踪所述光线与所述头发的三维几何结构的交点的颜色；重建模块，被配置为基于所述三维几何结构和所述颜色，来对预先构建的预训练模型进行重建。

4、根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种头发渲染生成方法，包括对于给定的3d模型，使用上述的构建方法构建的所述渲染模型对所述3d模型的头发进行渲染。

5、根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种头发渲染生成装置，包括在3d渲染时，对于给定的3d模型，使用上述的构建方法构建的所述渲染模型对所述3d模型的头发进行渲染。

6、在本发明实施例中，获取模特的头部、肩部和头发的体积几何数据；利用sdf重建技术，对所述体积几何数据进行重建，得到描述所述头发的三维几何结构；使用光线追踪技术模拟光线在三维空间中的传播，来追踪所述光线与所述头发的三维几何结构的交点的颜色；基于所述头发的三维几何结构和所述颜色，来对预先构建的预训练模型进行重建。通过上述方法，解决了现有渲染技术无法生成真实自然的头发、无法达到真人级别的程度的技术问题。

技术特征：

1.一种基于sdf的渲染模型的重建方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用sdf重建技术，对所述体积几何数据进行重建，得到描述所述头发的三维几何结构，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用光线追踪技术模拟光线在三维空间中的传播，来追踪所述光线与所述头发的三维几何结构的交点的颜色，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对所述光线的路径上的入射光线的颜色进行积分包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述头发的三维几何结构和所述颜色，来对预先构建的预训练模型进行重建，包括：

6.一种头发渲染生成方法，其特征在于，包括：在3d渲染时，对于给定的3d模型，使用权利要求1至5中任一项所述的方法重建的渲染模型对所述3d模型的头发进行渲染。

7.一种基于sdf的渲染模型的重建装置，其特征在于，包括：

8.一种头发渲染生成装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，在所述程序运行时，使得计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。

技术总结
本申请提供了一种基于SDF的渲染模型的重建方法及头发渲染生成方法，其中，该重建方法包括：获取模特的头部、肩部和头发的体积几何数据；利用SDF重建技术，对所述体积几何数据进行重建，得到描述所述头发的三维几何结构；使用光线追踪技术模拟光线在三维空间中的传播，来追踪所述光线与所述头发的三维几何结构的交点的颜色；基于所述头发的三维几何结构和所述颜色，来对预先构建的预训练模型进行重建。本申请解决了现有渲染技术无法生成真实自然的头发、无法达到真人级别的程度的技术问题。

技术研发人员：蒋正浩,张鹏起,李睿
受保护的技术使用者：世优（北京）科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19