[發明專利]一種3D渲染方法、裝置及引擎

有效

• 申請號: 201610004878.1
• 申請日: 2016-01-06
• 公開（公告）號: CN105701854B
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 孔穎
• 申請（專利權）人: 網易（杭州）網絡有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發明公開了一種基于DirectX Effect系統的3D渲染方法，包括步驟：S1、在調用DrawCall對當前畫面的物體進行渲染時，根據預置的映射表獲取3D引擎內存中的所述物體的參數值所對應的shader參數索引值；其中，所述映射表中記錄有DirectX Effect系統的Effect參數名與shader參數索引值的映射關系，且所述3D引擎內存中的每一物體的參數值設有對應的Effect參數名；S2、將所述3D引擎內存中的所述物體的參數值拷貝到所述shader參數索引值所對應的驅動內存中。本發明還公開了一種基于DirectX Effect系統的3D渲染裝置及3D游戲引擎。

技術領域

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于DirectX Effect系統的3D渲染方法、裝置以及3D游戲引擎。

背景技術

3D引擎需要有各種渲染效果(Effect)，比如方向光、點光、陰影等等這些基礎效果，又比如中毒、冰凍、隱身這些游戲中特殊渲染效果。

實現渲染效果的最底層技術就是Shader，這是一種直接運行在顯卡GPU上的程序，一般效果都會由頂點Shader與像素Shader組成，負責整個渲染流程的不同功能。

Shader的輸入包括頂點、貼圖與參數，當Shader程序確定功能之后，用戶改變這些輸入就可以顯示出不同的畫面表現。頂點決定渲染物體的形狀，貼圖決定渲染物體的基本顏色與紋理，參數則最終決定各種特殊效果的具體表現，比如方向光效果的方向參數決定物體的明暗面朝向、隱身效果的Alpha參數決定了物體透明的程度。

游戲畫面每一次渲染即為一次GPU DrawCall。每一次DrawCall對應著一個Effect、一套Shader，還對應著渲染物體的頂點、貼圖、參數。DrawCall是GPU進行渲染的最基礎調用。一幀3D畫面的DrawCall數量與畫面中的物體數量成正比，簡單的物體只有一次DrawCall，復雜的物體可能有多次DrawCall。

3D引擎可能有非常多的渲染效果，這么多的效果不可能都寫在引擎代碼里，因此Effect的描述需要在引擎之外去定義。引擎提供一個基礎的框架系統，支持用戶去擴展各種渲染效果。

Effect系統是底層Shader與各種輸入數據之間的橋梁，Effect系統定義了Effect文件。Effect文件是一種用戶可閱讀和修改的描述文本，它要描述Shader代碼本身，它要定義頂點的格式，它要定義這個效果需要多少貼圖，最后還要描述各種Shader參數的定義，一般的Effect都會帶有幾個到幾十個參數。而Effect系統具體的主要功能有兩個：1)在引擎加載模塊中解釋Effect文件中各種輸入數據的定義，2)在引擎渲染模塊中高效的把各種渲染輸入數據傳遞到底層的Shader。

現有3D引擎的Effect系統，一般有兩種實現選擇：

1)直接使用DirectX(Direct eXtension，簡稱DX)的Effect系統，這是微軟在DirectX中已經實現的一套Effect系統。優點是此系統直接可用且Effect文件格式比較通用，缺點就是無源碼，不夠靈活，性能方向只能說勉強夠用，真的要做極限的優化還有一段距離。這種方案在很多游戲公司自研端游引擎中比較常見。

2)自己實現一套Effect系統。由于微軟DirectX不是跨平臺的，因此當3D引擎有跨平臺的需求時，引擎開發者會自己實現一套Effect系統。這個方案的優點當然就是靈活、有需要可以自行修改，缺點是開發成本比較大，因為Effect文件是一種比較復雜的描述文本，基本就是一套簡化的編程語言，解釋難度比較大。

發明內容