blender中获取虚拟相机渲染图片上每像素对应的纹理上的像素值

2024-09-03 19:52

本文主要是介绍blender中获取虚拟相机渲染图片上每像素对应的纹理上的像素值,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

示例图:

相机渲染出图后,图片上每个像素点中对应的纹理的像素值。获取这个对应关系存到数据库

基本思路是

从相机圆心发射射线接触到物体时获取接触点(三维坐标)所在三角面,通过这个三角面的三个顶点坐标及其三个纹理坐标,通过重心坐标求出接触点所对应的纹理坐标。在发射射线时,通过相机分辨率中某一点的二维坐标(即渲染出图后图片上的坐标)转三维坐标,结合相机圆心确认射线方向。至此【图片上每个像素点中对应的纹理的像素值】对应关系所需要的数据已具备,

示例代码

如上图,相机视野中存在一个半球模型(已贴图),一个模型船

import bpy
import mathutils
import sqlite3
import time
import numpy as np
from PIL import Image# 虚拟相机名称的变量,用与获取自定义命名方式的物体。
name = 'bow'
# 导出数据库位置
dbpath = 'D:/syncdisk/blender_export/' + name + '.db'
# 渲染出图的位置
export_image_path = 'D:/syncdisk/blender_export/' + name + '.png'
# 获取当前场景中的相机对象
camera = bpy.data.objects[name + ".001"]
# 获取对象的网格数据
back_mesh = bpy.data.objects["球体.001"]
ship = bpy.data.objects["Box5885.001"]
line = bpy.data.objects["Box5885.003"]# 链接数据库的句柄
db = sqlite3.connect(dbpath)
# cursor对象
db_cur = db.cursor()# 获取当前渲染设置
render_settings = bpy.context.scene.render
# 获取渲染图的尺寸
render_width = render_settings.resolution_x
render_height = render_settings.resolution_y
# 获取所有材质,用于获取材质颜色
materials = bpy.data.materialsmesh = back_mesh.data
# 获取模型的世界变换矩阵
world_mat = back_mesh.matrix_world
# 获取uv层,用于遍历获取uv数据
uv_layers_data = back_mesh.data.uv_layers.active.data
# 存储要写入数据库的数据
sql_value = []# 清空表格
def clearTable(tableName, cur):print('开始清空表'+tableName)sql = 'delete from ' + tableName + ' where 1 = 1'try:cur.execute(sql)print('清空表' + tableName + '成功')except Exception as e:print(e)print('清空表' + tableName + '失败')def dissconnectDB(cur):# 关闭游标cur.close()# 关闭连接db.close()print('断开数据库链接')# 执行sql创建表
def createTable(cur):print('开始创建表:pixelmap')# 执行sql创建表sql = 'create table pixelmap(id integer primary key,canvas integer not null,row0 float not null,col0 float not null,source  integer not null,row1 float not null,col1 float not null,wt float not null)'try:cur.execute(sql)print('创建表:pixelmap成功')except Exception as e:print(e)print('创建表:pixelmap失败')print('开始创建表:keyvalue')sql = 'create table keyvalue(id integer primary key,key string,value string)'try:cur.execute(sql)print('创建表:keyvalue成功')except Exception as e:print(e)print('创建表:keyvalue失败')def insertValueIntoTable(value, cur):print('开始插入数据到表pixelmap')try:# 执行sql创建表sql = 'insert into pixelmap(canvas,row0,col0,source,row1,col1,wt) values(?,?,?,?,?,?,?)'cur.executemany(sql, value)# 提交事务db.commit()print('插入成功')except Exception as e:print('插入失败')print(e)db.rollback()def insertValueIntoKeyValueTable(value, cur):print('开始插入数据到表keyvalue')try:# 执行sql创建表sql = 'insert into keyvalue(key,value) values(?,?)'cur.executemany(sql, value)# 提交事务db.commit()print('插入成功')except Exception as e:print('插入失败')print(e)db.rollback()def coord2_3d(camera, coord):out = mathutils.Vector(((2.0 * coord[0] / render_width) - 1.0,(2.0 * (1.0 - coord[1] / render_height)) - 1.0,-0.5))# 获取相机的投影矩阵perspective_matrix = camera.calc_matrix_camera(bpy.context.evaluated_depsgraph_get(),x = render_width,y = render_height)persinv = perspective_matrix.inverted()coord_world = camera.matrix_world @ (persinv @ out)return coord_worlddef obj_ray_cast(obj, coord, camera):view_vector = coord2_3d(camera, coord)ray_origin = camera.matrix_world.translationmatrix_inv = obj.matrix_world.copy().inverted()ray_origin_obj = matrix_inv @ ray_originray_target_obj = matrix_inv @ view_vectorray_direction_obj = ray_target_obj - ray_origin_obj# cast the raysuccess, location, normal, face_index = obj.ray_cast(ray_origin_obj, ray_direction_obj)if success:coord_world = back_mesh.matrix_world @ locationreturn (coord_world, face_index)else:return ((-1, -1), -1)# 计算三角形的面积
def triangle_area(v1, v2, v3):AB = v2 - v1AC = v3 - v1area = 0.5 * np.linalg.norm(np.cross(AB, AC))return areadef calculate_barycenter_3d(point, points):A = triangle_area(points[0], points[1], points[2])A1 = triangle_area(point, points[1], points[2])A2 = triangle_area(points[0], point, points[2])A3 = triangle_area(points[0], points[1], point)return (A1 / A, A2 / A, A3 / A, (A1 / A + A2 / A + A3 / A))def calculate_point_from_barycenter(barycenter, points):if len(barycenter) != 3 or len(points) != 3:return Nonex = barycenter[0] * points[0][0] + barycenter[1] * points[1][0] + barycenter[2] * points[2][0]y = barycenter[0] * points[0][1] + barycenter[1] * points[1][1] + barycenter[2] * points[2][1]return x, y# 计算点在三角形中的重心坐标,返回的坐标在值都是大于0的,则在三角形内部
def calculate_barycenter(point, points):if len(point) != 2:return (-1, 1, 0)if len(points) != 3:return (-1, 1, 0)x, y = point[0], point[1]p1, p2, p3 = points[0], points[1], points[2]denominator = (p2[1] - p3[1]) * (p1[0] - p3[0]) + (p3[0] - p2[0]) * (p1[1] - p3[1])if denominator == 0.0:return (-1, -1, -1)alpha = ((p2[1] - p3[1]) * (x - p3[0]) + (p3[0] - p2[0]) * (y - p3[1])) / denominatorbeta = ((p3[1] - p1[1]) * (x - p3[0]) + (p1[0] - p3[0]) * (y - p3[1])) / denominatorgamma = 1.0 - alpha - betareturn (alpha, beta, gamma)def rgba_to_hex(rgb):red = round(rgb[0] * 255)green = round(rgb[1] * 255)blue = round(rgb[2] * 255)hex_color = (red << 16) + (green << 8) + bluereturn hex(hex_color)# 获取材质的颜色(纯色材质)
def getMaterialColor(index):# 获取所有的材质materials = bpy.data.materialsmaterial = materials[index]# 如果材质包含 Principled BSDF Shader,则获取 Base Colorif material.use_nodes:nodes = material.node_tree.nodesprincipled_bsdf = nodes.get("Principled BSDF")if principled_bsdf is not None:base_color = principled_bsdf.inputs["Base Color"].default_valuereturn rgba_to_hex((base_color[0], base_color[1], base_color[2]))# print(f"Material Index: {index}, Base Color: {base_color[0],base_color[1],base_color[2],base_color[3]}")# 否则,尝试获取 Diffuse Shader 的颜色else:diffuse_shader = material.diffuse_colorreturn rgba_to_hex(diffuse_shader)def open_image(filepath):return Image.open(filepath)def get_pixel_color(image, x, y):# 获取指定位置的像素颜色值color = image.getpixel((x, y))red = color[0]green = color[1]blue = color[2]hex_color = (red << 16) + (green << 8) + bluereturn hex(hex_color)try:createTable(db_cur)clearTable('pixelmap',db_cur)clearTable('keyvalue',db_cur)# 渲染图像print("开始渲染图片")bpy.context.scene.render.filepath = export_image_path  # 输出路径bpy.context.scene.render.resolution_x = render_width  # 分辨率Xbpy.context.scene.render.resolution_y = render_height  # 分辨率Ybpy.ops.render.render(write_still=True)print("渲染图片结束")time.sleep(1)# 获取渲染图句柄print("获取渲染图句柄")image = open_image(export_image_path)for y in range(render_height):print("loading y...", y)for x in range(render_width):# 获取面的所有顶点对应的纹理坐标tex_coords = []# 获取面的所有顶点vertices = []coord = x, yship_coord, face_index_ship = obj_ray_cast(ship, coord, camera)# line_coord, face_index_line = obj_ray_cast(line, coord, camera)if ship_coord[0] != -1:sql_value.append((0, y, x, -1, 0.0, 0.0, get_pixel_color(image, x, y)))# elif line_coord[0] != -1:#     sql_value.append((0, y, x, -1, 0.0, 0.0, get_pixel_color(image, x, y)))else:coord_world, face_index = obj_ray_cast(back_mesh, coord, camera)if coord_world[0] != -1:face = mesh.polygons[face_index]loop_start = face.loop_startloop_end = face.loop_start + face.loop_totalif face.loop_total == 4:# blender中是使用四角面,也就是两个三角面合并后的面计算# 先获取到四个顶点vertices_0 = mesh.loops[face.loop_start].vertex_indexvertices_0_w = world_mat @ mesh.vertices[vertices_0].cotex_coords.append(uv_layers_data[face.loop_start].uv)vertices.append(vertices_0_w)vertices_1 = mesh.loops[face.loop_start+1].vertex_indexvertices_1_w = world_mat @ mesh.vertices[vertices_1].cotex_coords.append(uv_layers_data[face.loop_start+1].uv)vertices.append(vertices_1_w)vertices_2 = mesh.loops[face.loop_start+2].vertex_indexvertices_2_w = world_mat @ mesh.vertices[vertices_2].cotex_coords.append(uv_layers_data[face.loop_start+2].uv)vertices.append(vertices_2_w)# 计算重心坐标,判断该像素点是否在第一个三角面内barycenter = calculate_barycenter_3d(coord_world, vertices) if (barycenter[3] <= 1.000001):coord_xy = calculate_point_from_barycenter((barycenter[0], barycenter[1], barycenter[2]), tex_coords)sql_value.append((0, y, x, float(face.material_index), 1-coord_xy[1], coord_xy[0], 1.0))# 第二个三角面else:vertices_3 = mesh.loops[face.loop_start+3].vertex_indexvertices_3_w = world_mat @ mesh.vertices[vertices_3].cotex_coords[1] = uv_layers_data[face.loop_start+2].uvtex_coords[2] = uv_layers_data[face.loop_start+3].uvvertices[1] = vertices_2_wvertices[2] = vertices_3_w# 计算重心坐标,判断该像素点是否在第一个三角面内barycenter = calculate_barycenter_3d(coord_world, vertices)if (barycenter[3] <= 1.000001):coord_xy = calculate_point_from_barycenter((barycenter[0], barycenter[1], barycenter[2]), tex_coords)sql_value.append((0, y, x, float(face.material_index), 1-coord_xy[1], coord_xy[0], 1.0))else:vertices_0 = mesh.loops[face.loop_start].vertex_indextex_coords.append(uv_layers_data[face.loop_start].uv)vertices.append(world_mat @ mesh.vertices[vertices_0].co)vertices_1 = mesh.loops[face.loop_start+1].vertex_indextex_coords.append(uv_layers_data[face.loop_start+1].uv)vertices.append(world_mat @ mesh.vertices[vertices_1].co)vertices_2 = mesh.loops[face.loop_start+2].vertex_indextex_coords.append(uv_layers_data[face.loop_start+2].uv)vertices.append(world_mat @ mesh.vertices[vertices_2].co)# 计算重心坐标,判断该像素点是否在第一个三角面内barycenter = calculate_barycenter_3d(coord_world, vertices)if (barycenter[3] <= 1.000001):coord_xy = calculate_point_from_barycenter((barycenter[0], barycenter[1], barycenter[2]), tex_coords)sql_value.append((0, y, x, float(face.material_index), 1-coord_xy[1], coord_xy[0], 1.0))# sql_value.append((0,render_width-x,y, float(face.material_index), 1-coord_xy[1], coord_xy[0], 1.0))insertValueIntoTable(sql_value, db_cur)insertValueIntoKeyValueTable([("canvas_width",render_width),("canvas_height",render_height)],db_cur)dissconnectDB(db_cur)except Exception as e:dissconnectDB(db_cur)

这篇关于blender中获取虚拟相机渲染图片上每像素对应的纹理上的像素值的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1133885

相关文章

python获取指定名字的程序的文件路径的两种方法

《python获取指定名字的程序的文件路径的两种方法》本文主要介绍了python获取指定名字的程序的文件路径的两种方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要... 最近在做项目,需要用到给定一个程序名字就可以自动获取到这个程序在Windows系统下的绝对路径,以下

Java实现将HTML文件与字符串转换为图片

《Java实现将HTML文件与字符串转换为图片》在Java开发中,我们经常会遇到将HTML内容转换为图片的需求,本文小编就来和大家详细讲讲如何使用FreeSpire.DocforJava库来实现这一功... 目录前言核心实现:html 转图片完整代码场景 1:转换本地 HTML 文件为图片场景 2:转换 H

Java实现在Word文档中添加文本水印和图片水印的操作指南

《Java实现在Word文档中添加文本水印和图片水印的操作指南》在当今数字时代,文档的自动化处理与安全防护变得尤为重要,无论是为了保护版权、推广品牌,还是为了在文档中加入特定的标识,为Word文档添加... 目录引言Spire.Doc for Java:高效Word文档处理的利器代码实战:使用Java为Wo

SpringBoot 获取请求参数的常用注解及用法

《SpringBoot获取请求参数的常用注解及用法》SpringBoot通过@RequestParam、@PathVariable等注解支持从HTTP请求中获取参数,涵盖查询、路径、请求体、头、C... 目录SpringBoot 提供了多种注解来方便地从 HTTP 请求中获取参数以下是主要的注解及其用法:1

基于C#实现PDF转图片的详细教程

《基于C#实现PDF转图片的详细教程》在数字化办公场景中,PDF文件的可视化处理需求日益增长,本文将围绕Spire.PDFfor.NET这一工具,详解如何通过C#将PDF转换为JPG、PNG等主流图片... 目录引言一、组件部署二、快速入门:PDF 转图片的核心 C# 代码三、分辨率设置 - 清晰度的决定因

Python从Word文档中提取图片并生成PPT的操作代码

《Python从Word文档中提取图片并生成PPT的操作代码》在日常办公场景中,我们经常需要从Word文档中提取图片,并将这些图片整理到PowerPoint幻灯片中,手动完成这一任务既耗时又容易出错,... 目录引言背景与需求解决方案概述代码解析代码核心逻辑说明总结引言在日常办公场景中,我们经常需要从 W

使用Python实现无损放大图片功能

《使用Python实现无损放大图片功能》本文介绍了如何使用Python的Pillow库进行无损图片放大,区分了JPEG和PNG格式在放大过程中的特点,并给出了示例代码,JPEG格式可能受压缩影响,需先... 目录一、什么是无损放大?二、实现方法步骤1:读取图片步骤2:无损放大图片步骤3:保存图片三、示php

SpringBoot实现虚拟线程的方案

《SpringBoot实现虚拟线程的方案》Java19引入虚拟线程,本文就来介绍一下SpringBoot实现虚拟线程的方案,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,... 目录什么是虚拟线程虚拟线程和普通线程的区别SpringBoot使用虚拟线程配置@Async性能对比H

Java使用Thumbnailator库实现图片处理与压缩功能

《Java使用Thumbnailator库实现图片处理与压缩功能》Thumbnailator是高性能Java图像处理库,支持缩放、旋转、水印添加、裁剪及格式转换,提供易用API和性能优化,适合Web应... 目录1. 图片处理库Thumbnailator介绍2. 基本和指定大小图片缩放功能2.1 图片缩放的

Python获取浏览器Cookies的四种方式小结

《Python获取浏览器Cookies的四种方式小结》在进行Web应用程序测试和开发时,获取浏览器Cookies是一项重要任务,本文我们介绍四种用Python获取浏览器Cookies的方式,具有一定的... 目录什么是 Cookie?1.使用Selenium库获取浏览器Cookies2.使用浏览器开发者工具