[發明專利]一種基于曲面細分的著色器簡化方法、裝置及圖形渲染方法

在審

• 申請號: 201410541956.2
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104616327A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 王銳;鮑虎軍;楊先津;袁亞振
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于曲面細分的著色器簡化方法，待簡化的原始著色器包括頂點著色器和像素著色器，其特征在于，包括：

(1)設定若干組細分參數，針對每一組細分參數生成一個對應的細分著色器，并根據頂點著色器生成修正頂點著色器；

(2)從像素著色器的函數中選擇若干個變量或表達式作為移動目標，根據各個移動目標對應的程序點提取與計算當前移動目標相關的語句作為對應的目標片段；

(3)針對任意一個目標片段和任意一個細分著色器，將當前目標片段從像素著色器中移動至當前細分著色器中，并利用所述的修正頂點著色器，以及移動后的像素著色和細分著色器，更新原始頂點著色器得到相應的修正著色器，并作為簡化著色器，遍歷所有的目標片段和細分著色器。

2.如權利要求1所述的基于曲面細分的著色器簡化方法，其特征在于，針對任意一組細分參數，對于DirectX，所述的細分著色器包括外殼著色器和域著色器，通過如下步驟生成細分著色器：

(a1)以頂點著色器的輸出變量作為輸入變量與輸出變量，初始化一個空的外殼著色器；

(a2)設置外殼著色器的細分參數為當前組細分參數；

(a3)向空的外殼著色器中添加主函數，所述的主函數用于將輸入變量的值賦值給相應的輸出變量，

(a4)以外殼著色器的輸出變量作為輸入變量，頂點著色器的輸出變量作為輸出變量初始化一個域著色器；

(a5)向步驟(a4)中得到的域著色器添加主函數，所述的主函數用于將輸入變量賦值給相應的輸出變量；

(a6)將原始頂點著色器的主函數插入到域著色器的主函數中；

對于OpenGL，所述的細分著色器包括細分評估著色器和細分控制著色器，通過步驟(a1)和(a6)生成，所不同的是生成是細分評估著色器和細分控制著色器。

3.如權利要求1所述的基于曲面細分的著色器簡化方法，其特征在于，所述步驟(1)中通過如下步生成的修正頂點著色器：

(1-1)初始化一個輸入變量與輸出變量分別與原始頂點著色器相同的頂點著色器作為修正頂點著色器；

(1-2)向初始化得到的頂點著色器添加主函數，所述的主函數用于將主函數的輸入變量的值賦值給主函數的輸出變量。

4.如權利要求3所述的基于曲面細分的著色器簡化方法，其特征在于，所述步驟(2)中移動目標的個數為像素著色器的函數中變量或表達式個數的20％～100％。

5.如權利要求4所述的基于曲面細分的著色器簡化方法，其特征在于，所述步驟(3)通過以下方法將目標片段移動到細分著色器中：

(a)刪除像素著色器中位于目標片段中、且在對應的程序點后不被使用的語句；

(b)將當前目標片段合并到細分著色器中與像素著色器相鄰的著色器中，包括如下步驟：

(3-1)將當前目標片段的輸出變量合并到細分著色器中與像素著色器相鄰的著色器中，對于DirectX，細分著色器中與像素著色器相鄰的著色器為域著色器，對于OpenGL，細分著色器中與像素著色器相鄰的著色器為細分控制著色器；

(3-2)針對當前目標片段的每一個輸入變量，確定像素著色器中當前目標片段對應的程序點之后該輸入變量是否被使用，如果未被使用，則在相鄰的著色器中刪除變量名與該輸入變量相同的輸出變量，并將相鄰的著色器中該輸入變量定義為局部變量；

(3-3)將當前目標片段插入到相鄰的著色器中主函數結束前的最后一個程序點之后。

6.如權利要求5所述的基于曲面細分的著色器簡化方法，其特征在于，針對當前目標片段中的每一個輸出變量，進行如下操作：

當相鄰的著色器不存在變量名與該輸出變量相同的輸出變量時，則將該輸出變量添加至相鄰的著色器；

當相鄰的著色器中存在變量名與該輸出變量相同，但數據類型不同的輸出變量時，改變當前目標片段中該輸出變量的變量名，并將修改后的輸出變量添加至相鄰的著色器中；

否則，不操作。

7.如權利要求1～6中任意一項權利要求所述的基于曲面細分的著色器簡化方法，其特征在于，所述步驟(3)中得到簡化后的著色器后還包括對得到簡化著色器進行篩選：

利用原始著色器與各個簡化著色器對待渲染模型進行渲染，根據渲染結果篩選得到若干個作為最優的簡化著色器。