[發明專利]一種自動生成網格與著色器多層次細節的方法

有效

• 申請號: 201611207988.4
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106652008B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 鮑虎軍;王銳;胡天磊;宋麒;袁亞振
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種自動生成網格與著色器多層次細節的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)使用著色器自動簡化方法，對原始渲染程序進行簡化，得到一系列簡化渲染程序；

所述步驟1)包括如下步驟：

1-1)將輸入的原始渲染程序的代碼轉換成抽象語法樹與程序依賴圖；

1-2)根據程序依賴圖，在抽象語法樹上對著色器的所有計算操作進行簡化，得到一系列簡化后著色器的抽象語法樹，輸出它們各自的渲染程序代碼；

1-3)在輸入的最近距離下使用步驟1-2)輸出的所有簡化渲染程序渲染原始網格，得到它們的渲染效率與圖像偏差，根據渲染效率和圖像偏差選擇所有滿足帕累托最優的簡化渲染程序；

1-4)在輸入的最遠距離下使用步驟1-2)輸出的所有簡化渲染程序渲染原始網格，得到它們的渲染效率與圖像偏差，根據渲染效率和圖像偏差選擇所有滿足帕累托最優的簡化渲染程序；

1-5)求步驟1-3)與步驟1-4)中得到的簡化渲染程序的并集，結果即最優的一系列簡化渲染程序；

2)使用原始渲染程序來進行渲染，基于圖像空間的偏差，對原始網格進行簡化，得到一系列不同簡化程度的簡化網格；

3)在輸入的最近與最遠距離之間插入n個距離值，在各距離上搜索所有的簡化渲染程序與簡化網格，從中找到渲染效率最高的一對網格與渲染程序，作為當前距離的層次細節結果，并按距離增序排列組織成多層次細節；

4)在多層次細節中超出過渡偏差閾值的相鄰層次間插入新的層次細節，加入多層次細節中，再對其中小于過渡偏差閾值的相鄰層次進行合并，得到最終的多層次細節結果；其中過渡偏差閾值為與過渡偏差值比較的設定閾值，過渡偏差值是指將兩層次的網格均放置在兩層次中較遠的距離上，分別使用各自的渲染程序渲染到圖片，并計算它們在圖像空間的偏差所得到的值。

2.如權利要求1所述的自動生成網格與著色器多層次細節的方法，其特征在于，所述的層次細節包括一個網格與相機的距離值，一個簡化網格，以及一個被用于渲染該簡化網格的簡化渲染程序。

3.如權利要求1所述的自動生成網格與著色器多層次細節的方法，其特征在于，所述的n個距離值呈非均勻分布，保證在距離從小到大排列時，網格繪制并呈現在屏幕上的像素個數是等比減少的。

4.如權利要求1所述的自動生成網格與著色器多層次細節的方法，其特征在于，所述的在圖像空間的偏差，簡稱圖像偏差，是指給定的兩張圖片逐像素顏色的歐氏距離之和。

5.如權利要求1所述的自動生成網格與著色器多層次細節的方法，其特征在于，所述步驟2)包括如下步驟：

2-1)對原始網格的每一條邊，使用原始渲染程序渲染并計算邊簡化后與簡化前相比的圖像偏差增量，并將其放入以該增量為排序依據升序排列的優先隊列Q中；

2-2)根據需要采樣的簡化網格個數，原始面片數以及目標面片數，求出面片數步進s；

2-3)拋出優先隊列Q中的第一條邊并簡化，同時更新該邊周圍受影響的所有邊的圖像偏差增量，重新按序放到優先隊列Q中，且每當簡化面片數達到步進s即輸出一個簡化網格；

2-4)重復步驟2-3)直至當前網格面片數少于或等于目標面片數。

6.如權利要求5所述的自動生成網格與著色器多層次細節的方法，其特征在于，邊簡化后與簡化前相比的圖像偏差增量，是指先計算簡化該邊前網格與原始網格的圖像偏差e，再計算簡化該邊后網格與原始網格的圖像偏差e’，然后求e’與e的差所得到的結果。