[發(fā)明專利]一種高效組織和切換OpenGL渲染狀態(tài)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710600299.8
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107845144B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王茂松;俞蔚
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江科瀾信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20
• 代理公司: 浙江杭知橋律師事務(wù)所 33256
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

本發(fā)明涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高效組織和切換OpenGL渲染狀態(tài)的方法，包括以下步驟：步驟(1)對場景圖中的存在渲染順序值的場景節(jié)點和渲染狀態(tài)屬性集的場景節(jié)點進行渲染順序樹和渲染狀態(tài)樹形結(jié)構(gòu)的建立；步驟(2)兩個樹形結(jié)構(gòu)建立完畢以后，對渲染葉子節(jié)點進行必要的排序工作，由渲染順序樹根節(jié)點開始遍歷，渲染實體節(jié)點；步驟(3)依據(jù)渲染狀態(tài)樹的樹形結(jié)構(gòu)，切換并應(yīng)用該渲染葉子節(jié)點對應(yīng)的OpenGL狀態(tài)屬性，達(dá)到某種OpenGL狀態(tài)之后，進行渲染葉子節(jié)點網(wǎng)格數(shù)據(jù)的提交渲染。本發(fā)明通過對渲染場景節(jié)點有效的組織，建立合理可靠的樹形結(jié)構(gòu)，使三維渲染引擎各線程之間的壓力均衡，并減少了狀態(tài)屬性管理的開銷，渲染幀率更高，場景漫游更流暢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維渲染技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及渲染引擎中高效組織和切換OpenGL(Open Graphics Library，開放圖形庫)渲染狀態(tài)的方法。

背景技術(shù)

通過用戶給出的三維場景圖形結(jié)構(gòu)，在渲染的過程中，實體節(jié)點繪制之前，要進行該節(jié)點的正確渲染狀態(tài)的切換，如果不進行渲染狀態(tài)的管理，并沒有對擁有同一狀態(tài)屬性集的節(jié)點進行合并，每個實體節(jié)點渲染時面臨著巨大的狀態(tài)搜集、切換和還原開銷；如果對場景實體節(jié)點根據(jù)渲染狀態(tài)屬性進行過當(dāng)?shù)慕M織管理，那根據(jù)狀態(tài)屬性組織管理節(jié)點帶來的開銷亦嚴(yán)重影響了渲染引擎的效率；上述兩種情況都會造成渲染引擎所渲染的場景出現(xiàn)卡頓甚至明顯的跳幀行為，極大的影響了用戶的視覺體驗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中渲染引擎在渲染較大場景時出現(xiàn)的渲染效率低下、卡頓甚至跳幀現(xiàn)象，提供一種高效組織和切換OpenGL渲染狀態(tài)的方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種高效組織和切換OpenGL渲染狀態(tài)的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟(1)、將場景圖形結(jié)構(gòu)裁剪為包含渲染順序數(shù)值的場景節(jié)點和渲染狀態(tài)屬性集的場景節(jié)點，并得到渲染葉子節(jié)點，其中，基于所述渲染順序數(shù)值建立第一渲染順序樹，基于所述渲染狀態(tài)屬性集建立第一渲染狀態(tài)樹；

步驟(2)、對于所述第一渲染順序樹進行透明渲染處理；將需要排序的所述渲染葉子節(jié)點從第一渲染狀態(tài)樹轉(zhuǎn)移到第一渲染順序樹中，然后根據(jù)所述渲染葉子節(jié)點的距離值進行排序操作，形成第二渲染順序樹；摘除渲染葉子節(jié)點的渲染狀態(tài)樹形成第二渲染狀態(tài)樹。

步驟(3)、對于步驟(2)中建立的所述第二渲染順序樹和第二渲染狀態(tài)樹進行依次遍歷，遍歷過程中搜集到的狀態(tài)屬性，即為渲染當(dāng)前渲染葉子節(jié)點所必要的狀態(tài)屬性，將這些渲染狀態(tài)存放在棧結(jié)構(gòu)，渲染引擎依據(jù)棧結(jié)構(gòu)切換必要的渲染狀態(tài)后，進行實體節(jié)點中網(wǎng)格數(shù)據(jù)的提交和繪制，實現(xiàn)場景節(jié)點的渲染狀態(tài)和網(wǎng)格數(shù)據(jù)的繪制。

其中，所述步驟(1)包括將所述第一渲染順序樹與所述第一渲染狀態(tài)樹進行關(guān)聯(lián)。

其中，所述步驟(2)根據(jù)所述渲染葉子節(jié)點的距離值進行排序操作具體包括按渲染葉子節(jié)點離相機的距離值進行由遠(yuǎn)到近排序。

其中，所述步驟(3)包括通過回溯查找算法，搜集并切換該路由上的OpenGL狀態(tài)屬性，完成當(dāng)前渲染葉子節(jié)點所需的狀態(tài)屬性的切換。

其中，所述關(guān)聯(lián)包括：

步驟(11)、所述第一渲染順序樹和第一渲染狀態(tài)樹均具有根節(jié)點和當(dāng)前節(jié)點，當(dāng)前節(jié)點的起始指向為根節(jié)點；

步驟(12)、對所述場景圖形結(jié)構(gòu)進行裁剪遍歷，依據(jù)從場景節(jié)點中提取的渲染順序值，新建渲染順序節(jié)點，并將該渲染順序節(jié)點作為當(dāng)前渲染順序節(jié)點的子節(jié)點，插入到當(dāng)前渲染順序節(jié)點的子節(jié)點鏈表中；然后將新建節(jié)點作為渲染順序樹的當(dāng)前渲染順序節(jié)點；

步驟(13)、同時從所述場景節(jié)點中提取渲染狀態(tài)屬性集，如果存在狀態(tài)屬性集，新建渲染狀態(tài)節(jié)點，并將該節(jié)點作為當(dāng)前渲染狀態(tài)節(jié)點的子節(jié)點，插入到當(dāng)前渲染狀態(tài)節(jié)點的子節(jié)點鏈表中；然后將新建節(jié)點作為渲染狀態(tài)樹的當(dāng)前渲染狀態(tài)節(jié)點；