[發(fā)明專利]用于圖形渲染的幾何圖形處理方法和圖形渲染系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711235638.3
• 申請(qǐng)日: 2013-11-01
• 公開（公告）號(hào): CN107833268B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 約翰·W·豪森;盧克·T·彼得森
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 想象技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06T15/06
• 分類號(hào): G06T15/06;G06T15/00
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 陸建萍;楊明釗

本申請(qǐng)涉及用于圖形渲染的幾何圖形處理方法和圖形渲染系統(tǒng)。用于光柵化和光線跟蹤過程的幾何圖形處理的系統(tǒng)和方法提供源幾何圖形的預(yù)處理，該方法和系統(tǒng)諸如通過對(duì)源幾何圖形的鑲嵌或其他程序修正以產(chǎn)生渲染將基于其的最終幾何圖形。在光線跟蹤期間使用的加速結(jié)構(gòu)或其一部分基于最終幾何圖形來定義。只有該加速結(jié)構(gòu)的粗糙的粒度單元可以產(chǎn)生或保留，并且在特定粗糙的粒度單元內(nèi)的細(xì)粒度結(jié)構(gòu)可以響應(yīng)于準(zhǔn)備在該粗糙的粒度單元內(nèi)遍歷的一批光線而產(chǎn)生。最終幾何圖形可以響應(yīng)于來自光柵化引擎和來自光線交叉單元的需求形成，該光線交叉單元需要此類幾何圖形與各圖元的交叉點(diǎn)檢驗(yàn)。可以生成不同分辨率的幾何圖形以對(duì)來自不同渲染組件的需求做出響應(yīng)。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年11月1日，申請(qǐng)?zhí)枮?01380069169.6，發(fā)明名稱為“用于圖形渲染的幾何圖形處理方法和圖形渲染系統(tǒng)”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

在一個(gè)方面，下列涉及使用在3D空間中定義的幾何圖形輸入的渲染系統(tǒng)。

背景技術(shù)

來自3D場(chǎng)景描述的圖像渲染(作為示例渲染輸出)可以使用各種方法來實(shí)現(xiàn)。一種方法使用光柵化技術(shù)，其中，圖元從3D坐標(biāo)映射到2D屏幕空間，以便確定可視表面，隨后該可視表面可被紋理化和著色(shade)。另一種方法是使用光線跟蹤，這涉及跟蹤穿過3D空間的光線。光線跟蹤可以獲得更好的反射和折射模型效果，并且能夠產(chǎn)生高度復(fù)雜和完全精確的圖像。

光柵化和光線跟蹤兩者使用幾何圖形數(shù)據(jù)作為輸入來定義位于3D場(chǎng)景中的對(duì)象。幾何圖形數(shù)據(jù)定義各表面在場(chǎng)景中的范圍，但是未定義例如它們的最終著色和紋理。不過，詳細(xì)的幾何圖形可以產(chǎn)生現(xiàn)實(shí)和有樂趣的計(jì)算機(jī)制圖體驗(yàn)的重要進(jìn)步。在對(duì)象的細(xì)節(jié)與存儲(chǔ)表示該對(duì)象的幾何圖形數(shù)據(jù)所需的存儲(chǔ)器量之間可以有折衷。

發(fā)明內(nèi)容

一個(gè)方面涉及一種用于3D渲染的幾何圖形處理方法。該方法包括訪問描述位于3D場(chǎng)景中的幾何圖形的幾何圖形數(shù)據(jù)，其中將根據(jù)該3D場(chǎng)景產(chǎn)生渲染，所述數(shù)據(jù)描述用以產(chǎn)生最終的幾何圖形的定義位于3D場(chǎng)景中的幾何圖形的一個(gè)或多個(gè)表面的幾何圖形控制點(diǎn)和將在幾何圖形控制點(diǎn)上執(zhí)行的程序修正，渲染將基于所述最終的幾何圖形。該方法還包括使用最終幾何圖形產(chǎn)生幾何圖形范圍數(shù)據(jù)，幾何圖形范圍數(shù)據(jù)建立3D場(chǎng)景中定義的體積與一系列幾何圖形控制點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，該幾何圖形控制點(diǎn)在程序修正后產(chǎn)生分別在該體積內(nèi)的最終幾何圖形。

此類方法還可以包括通過識(shí)別3D空間中的體積來定義將在3D場(chǎng)景中跟蹤的光線，并使用幾何圖形范圍數(shù)據(jù)識(shí)別在3D空間中的識(shí)別的體積中產(chǎn)生最終幾何圖形的幾何圖形控制點(diǎn)，其中在3D空間中的體積中將檢驗(yàn)光線的子集的交叉點(diǎn)。隨后，該方法還包括對(duì)那些識(shí)別的幾何圖形控制點(diǎn)執(zhí)行任何程序修正以在識(shí)別的體積中產(chǎn)生最終的幾何圖形，并隨后檢驗(yàn)最終幾何圖形與光線子集的交叉點(diǎn)。

該方法還可以包括將3D空間中的體積定義為包括用于多個(gè)分塊的每個(gè)屏幕空間分塊的截頭椎體，每個(gè)分塊包括多個(gè)像素并共同定義要被渲染的2D圖像。

該方法還可以包括產(chǎn)生包括包圍3D場(chǎng)景的各自部分的單元的加速結(jié)構(gòu)，并使用該加速結(jié)構(gòu)識(shí)別最終幾何圖形的待被檢測(cè)與不同光線的交叉點(diǎn)的各自子集。該方法還可以包括使用提示數(shù)據(jù)來定義在幾何圖形范圍數(shù)據(jù)中引用的、3D場(chǎng)景中的體積。該方法還可以包括使程序修正與在3D場(chǎng)景的體積內(nèi)產(chǎn)生最終幾何圖形所需的幾何圖形范圍數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，幾何圖形范圍數(shù)據(jù)與該3D場(chǎng)景的體積有關(guān)。

該方法還可以進(jìn)一步包括使用光柵化子系統(tǒng)和光線跟蹤子系統(tǒng)兩者來進(jìn)行渲染，其中每個(gè)子系統(tǒng)對(duì)最終幾何圖形的各部分做出請(qǐng)求，并響應(yīng)于該請(qǐng)求，通過執(zhí)行與幾何圖形范圍數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的程序修正來產(chǎn)生最終幾何圖形，其中，該幾何圖形范圍數(shù)據(jù)與包圍最終幾何圖形的被請(qǐng)求部分的3D場(chǎng)景的體積相關(guān)聯(lián)。

該方法還可以進(jìn)一步包括產(chǎn)生具有的詳細(xì)程度取決于請(qǐng)求是源于光線跟蹤子系統(tǒng)還是光柵化子系統(tǒng)的最終幾何圖形。

該方法還可以進(jìn)一步包括響應(yīng)來自光線跟蹤子系統(tǒng)的請(qǐng)求，產(chǎn)生在3D場(chǎng)景的一部分內(nèi)的定型加速結(jié)構(gòu)和在該3D的該部分內(nèi)的最終幾何圖形。