[發明專利]一種基于多線程并行化的3D引擎系統

有效

• 申請號: 201410342073.9
• 申請日: 2014-07-18
• 公開（公告）號: CN104102488B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 張翼
• 申請（專利權）人: 無錫梵天信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06T19/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司11249
• 代理人: 宋敏

1.一種基于多線程并行化的3D引擎系統，其特征在于，主要包括基于無鎖的多線程并發處理機制設置的主線程、幀更新線程、動態加載線程和監聽網絡服務器線程，其中：

所述主線程，主要用于渲染上一幀中幀線程檢測到的可見性對象列表；

所述幀更新線程，與所述主線程同步，主要用于對當前幀中的對象進行更新；

所述動態加載線程，主要用于動態加載場景資源、模型資源、特效、OBJ文件和ANI文件；當動態加載線程加載完成時，通知主線程已加載場景資源的可用性；主線程根據動態加載線程的通知，對相應場景資源的可用性進行判斷并通知其他線程；

所述監聽網絡服務器線程，主要用于遍歷所有消息，當有線程觸發或喚醒時，接受消息的子線程接收服務器發送過來的消息包，將接收到的消息包插入到消息隊列中，供主線程處理，該3D引擎系統，還包括能夠與所述主線程、幀更新線程、動態加載線程和監聽網絡服務器線程并發處理的遮擋剔除線程；

所述遮擋剔除線程，具體包括能夠進行遮擋剔除處理的功能相似的多個線程；主要用于基于SSE加速指令以及多線程并發生成的深度緩存和需要剔除對象的包圍盒，比較剔除哪些物體是被遮擋物，所述主線程渲染上一幀中幀線程檢測到的可見性對象列表的操作，具體包括：

對三維圖形進行渲染，對動態加載線程加載資源的判斷，處理幀線程中更新的消息隊列；以及，

遍歷監聽網絡服務器線程中消息隊列、并處理響應的消息回調函數和上層的邏輯，所述主線程對三維圖形進行渲染的操作，具體包括：

對三維圖像進行包括光影效果、材質渲染、UI和物理系統的渲染計算。

2.根據權利要求1所述的基于多線程并行化的3D引擎系統，其特征在于，所述遮擋剔除線程用于基于SSE加速指令以及多線程并發生成的深度緩存和需要剔除對象的包圍盒，比較剔除哪些物體是被遮擋物的操作，具體包括：

多線程并發生成在低分辨率下的深度緩存，即一個二維的畫布，把畫布虛擬的劃分為類似九宮格的分配機制，每個格子都會提供一個線程來處理，每個格子都會生成一個深度緩沖；

按照程序分格子的個數生成一定格子數量的深度緩沖，對需要剔除對象的包圍盒和深度緩沖做比較，決定要剔除被遮擋的物體，主線程不會繪制所述決定要剔除被遮 擋的物體；未被剔除的對象保留其可見性。

3.根據權利要求1-2中任一項所述的基于多線程并行化的3D引擎系統，其特征在于，所述幀更新線程對當前幀中的對象進行更新的操作，具體包括：

對動態加載線程中的對象進行遮擋剔除、視錐體剔除、室內室外的可見性剔除，更新特效、粒子和動畫；

同時，對主線程基于物理的系統進行解算。

4.根據權利要求1-2中任一項所述的基于多線程并行化的3D引擎系統，其特征在于，所述動態加載線程動態加載場景資源、模型資源、特效、OBJ文件和ANI文件的操作中，所述場景資源包含靜態對象、地形、水、霧和貼花，I/O，所述模型資源主要包括角色、換裝和裝備。

5.根據權利要求1-2中任一項所述的基于多線程并行化的3D引擎系統，其特征在于，所述監聽網絡服務器線程，還用于：

在沒有消息時，處于等待或睡眠狀態，直到有線程觸發或喚醒；該消息包包含消息頭和消息內容。

6.根據權利要求3所述的基于多線程并行化的3D引擎系統，其特征在于，該3D引擎系統，還包括能夠與所述主線程、幀更新線程、動態加載線程、監聽網絡服務器線程和遮擋剔除線程相輔助的工具編輯器，其目的可以加快游戲開發時間。

7.根據權利要求6所述的基于多線程并行化的3D引擎系統，其特征在于，所述工具編輯器，主要包括場景編輯器、模型編輯器、任務編輯器，特效編輯器和界面編輯器，其中：

所述場景編輯器，主要用于基于DirectX渲染，支持室外、電光源、聚光燈陰影以及軟陰影的實現，基于物理光照積分的IBL效果，基于蒙特卡洛積分的高光計算，基于深度圖的視差映射技術；支持對模型材質的編輯操作，基于平滑地形高度的生成，基于自己渲染模塊場景文件以供游戲的讀取和渲染；

所述模型編輯器，主要用于對三維軟件導入的模型進行變換，包括模型動畫的實現、模型特效的綁定、模型的換裝系統和材質、以及聲音的修改和編輯；

所述特效編輯器，主要用于對特效進行瀏覽、編輯和綁定，設定特效的播放時間，多種特效的混合模式；

所述界面編輯器，主要用于對游戲的主界面和角色屬性界面進行交互、傳達信息、以及對界面的邏輯進行相應的事件編輯。