[發(fā)明專(zhuān)利]一種三維場(chǎng)景渲染方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410398934.5
• 申請(qǐng)日: 2014-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104156999A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘桂聰;陳泓坤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T15/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T15/00
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 曹志霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維場(chǎng)景渲染方法。

背景技術(shù)

三維是指在平面二維系中又加入了一個(gè)方向向量構(gòu)成的空間系，隨著科技的發(fā)展，基于電腦/互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化的三維立體3D技術(shù)日趨成熟。在經(jīng)過(guò)多年的快速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，當(dāng)前3D技術(shù)得到了顯著的成熟與普及，一個(gè)以3D取代2D、“立體”取代“平面”、“虛擬”模擬“現(xiàn)實(shí)”的3D浪潮正在各個(gè)領(lǐng)域迅猛掀起。3D應(yīng)用程序通過(guò)加載和渲染較龐大的數(shù)據(jù)，達(dá)到顯示的場(chǎng)景更貼近現(xiàn)實(shí)的效果。這些數(shù)據(jù)主要包括模型、地形、紋理、光照等等。在渲染場(chǎng)景時(shí)，通常以物體為單位，先使用物體的頂點(diǎn)建立物體的輪廓，這些輪廓一般表現(xiàn)為3角網(wǎng)(三角面集合)，之后在三角網(wǎng)的每一個(gè)三角面中應(yīng)用材質(zhì)來(lái)顯示一個(gè)物體，逐個(gè)物體渲染直至把整個(gè)場(chǎng)景中的物體都顯示完，通過(guò)這樣構(gòu)造出仿真的效果。

這種傳統(tǒng)的以渲染物體為單位方式，比較符合較常規(guī)的仿真思維。比如要顯示一個(gè)房間，一般的方法是先把房間的墻和天花板顯示出來(lái)，之后再把房間中的物體一件一件的顯示。類(lèi)似素描，把物體逐個(gè)繪制出來(lái)。傳統(tǒng)的方法給每個(gè)三角面都應(yīng)用材質(zhì)的過(guò)程是非常耗時(shí)的，因?yàn)橛?jì)算機(jī)需要分別把每個(gè)面的的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)以及材質(zhì)數(shù)據(jù)發(fā)送給計(jì)算機(jī)的顯卡，并為每個(gè)面處理紋理的融合和光照，每一次的應(yīng)用材質(zhì)都需要渲染引擎，例如OpenGL(Open?Graphics?Library)或者DX(DirectX)，進(jìn)行一次狀態(tài)的改變，這些操作耗CPU(中央處理器，Central?Processing?Unit)和GPU(圖形處理器，Graphic?Processing?Unit)資源，雖然在小場(chǎng)景應(yīng)用中，需要渲染的物體數(shù)量不多，因此程序的顯示速度并不低。但在大場(chǎng)景中，渲染物體數(shù)量較多，而每個(gè)物體可能包含成千上萬(wàn)，甚至更多數(shù)量的三角面，意味著需要大數(shù)據(jù)量的改變渲染狀態(tài)，因此采用傳統(tǒng)的每個(gè)物體逐個(gè)渲染的是比較耗費(fèi)CPU和GPU的處理資源，導(dǎo)致處理時(shí)間是非常耗費(fèi)的。

基于上述提及的渲染物體多數(shù)據(jù)量時(shí)，耗費(fèi)CPU和GPU的處理資源，導(dǎo)致處理時(shí)間是非常耗費(fèi)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了減少材質(zhì)應(yīng)用的次數(shù)，則能減少程序和顯卡的交互次數(shù)，減少了狀態(tài)的變化數(shù)量，從而提高三維場(chǎng)景的渲染效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維場(chǎng)景渲染方法，實(shí)現(xiàn)了在渲染三維場(chǎng)景時(shí)減少材質(zhì)應(yīng)用的次數(shù)，同時(shí)，相應(yīng)地減少了程序和顯卡的交互次數(shù)，減少了狀態(tài)的變化數(shù)量，從而提高三維場(chǎng)景的渲染效率。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種三維場(chǎng)景渲染方法，步驟包括：

S1：遍歷分類(lèi)容器，并從中提取與三維場(chǎng)景的材質(zhì)相對(duì)應(yīng)的記錄；

S2：根據(jù)所述記錄對(duì)與所述材質(zhì)相對(duì)應(yīng)的所有三角面進(jìn)行繪制；

S3：重復(fù)步驟S1對(duì)所有類(lèi)別的材質(zhì)的三角面進(jìn)行一一渲染。

優(yōu)選地，

所述步驟S1之前還包括：

創(chuàng)建用于存儲(chǔ)所述材質(zhì)和與之相對(duì)應(yīng)的所述記錄的所述分類(lèi)容器，所述記錄包含有物體信息和三角面信息。

優(yōu)選地，

所述步驟S1之前還包括：

按照遞增遍歷的方式將所述三維場(chǎng)景的所有物體一一遍歷，并一一遍歷每個(gè)所述物體對(duì)應(yīng)的三角面；

對(duì)所述所有物體的所述三角面以所述材質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)。

優(yōu)選地，

按照遞增遍歷的方式將所述三維場(chǎng)景的所有物體一一遍歷，及每個(gè)所述物體對(duì)應(yīng)的三角面具體包括：

按照遞增遍歷的方式將所述三維場(chǎng)景的所有物體一一遍歷，并獲取與每個(gè)所述物體相對(duì)應(yīng)的模型數(shù)據(jù)；

遍歷每個(gè)所述物體對(duì)應(yīng)的所述三角面，并獲取與所述三角面相對(duì)應(yīng)的所述材質(zhì)。

優(yōu)選地，

對(duì)所述所有物體的所述三角面以材質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)具體包括：

檢索所述分類(lèi)容器中是否存在所述材質(zhì)和與之相對(duì)應(yīng)的所述記錄，若是，則觸發(fā)進(jìn)階判斷模式，若否，則添加所述材質(zhì)和與之相對(duì)應(yīng)的所述記錄。

優(yōu)選地，

所述進(jìn)階判斷模式具體包括：

判斷所述記錄中是否存在有與所述物體相對(duì)應(yīng)的物體信息，若是，則在所述記錄中添加與所述材質(zhì)相對(duì)應(yīng)的三角面信息，若否，則基于所述材質(zhì)創(chuàng)建與之相對(duì)應(yīng)的所述記錄。

優(yōu)選地，

所述步驟S2具體包括：

通過(guò)所述記錄獲取相應(yīng)的模型數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述模型數(shù)據(jù)對(duì)與所述材質(zhì)相對(duì)應(yīng)的所有三角面進(jìn)行繪制，并應(yīng)用所述材質(zhì)。

優(yōu)選地，

所述物體信息為物體游標(biāo)編號(hào)；

所述三角面信息為三角面游標(biāo)編號(hào)。

優(yōu)選地，