[发明专利]一种图形渲染中光栅化阶段的三角片填充方法

说明书

技术领域

本发明涉及电视节目制作领域中的字幕处理领域，尤其涉及一种图形渲染中光栅化阶段的三角片填充方法。

背景技术

电视节目字幕处理的过程中，图形渲染是其中必不可少的一个重要的步骤。

现有技术的图形渲染大多采用扫描线算法，扫描线算法是按扫描线顺序，计算扫描线与多边形的相交区间，再用要求的颜色显示这些区间的像素，完成转换工作。区间的端点可以通过计算扫描线与多边形边界线的交点获得，对于一条扫描线，多边形的扫描转换过程主要是以下四个过程：求交、排序、配对和着色，具体过程如下：

求交：计算扫描线与多边形各边的交点；

排序：把所有交点按x值递增顺序排序；

配对：第一个与第二个，第三个与第四个等等；每对交点代表扫描线与多边形的一个相交区间；

着色：把相交区间内的象素置成多边形颜色，把相交区间外的象素置成背景色；

传统的扫描线算法主要是针对屏幕像素的，计算过程也都是基于整数计算，并且传统的扫描线算法是针对多边形，针对整个屏幕进行计算的。参见图1所示为现有技术扫描线与多边形扫描算法示意图，发明人在实施本发明的过程中，发现现有技术存在以下技术问题：

(1)基于整数计算的方法，精确度较低；

(2)针对多边形填充的方法计算过程复杂；

(3)针对整个屏幕进行计算，计算量较大。

发明内容

为了解决上述现有技术的缺点，本发明的主要目的是提供一种图形渲染中光栅化阶段的三角片填充方法，解决了现有技术中精确度低，计算过程复杂，计算量大的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种图形渲染中光栅化阶段的三角片填充方法，具体包括：

依据光栅化阶段之前的渲染流水线获取三角片三个顶点的数据；

计算三角片在屏幕空间中的包围盒；

依次对包围盒内每条扫描线分别进行扫描，通过扫描线起点终点的位置值与当前像素的位置，插值得到三角片内像素的光照颜色值、深度值及纹理坐标；

计算所述三角片内像素的颜色并得到最终的颜色写入颜色缓冲区完成三角片的填充。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的图形渲染只针对三维物体图形渲染中的光栅化阶段进行处理，而且是针对三角片的，计算扫描线起点终点的时候做了简化，提高了效率。

(2)本发明的扫描线的起点终点信息不仅记录位置，还记录颜色，纹理坐标，深度值。在扫描线填充三角片的过程中进行了深度的判断和纹理的计算及颜色混合等。

(3)本发明的扫描线算法不是基于整个屏幕的扫描，而是先计算了三角片的包围盒，在包围盒内实现扫描线算法，大大减少了计算量。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的扫描线与多边形扫描算法示意图；

图2为本发明实施例的图形渲染中光栅化阶段的三角片填充方法步骤图；

图3为本发明实施例的扫描线扫描三角片得到扫描线最大值与最小值的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一方面提供了一种基于扫描线实现三角片填充的方法，如图1所示，具体为：

步骤S1：光栅化阶段之前准备颜色缓冲区和深度缓冲区并依据光栅化阶段之前的渲染流水线获取三角片三个顶点的数据，包括屏幕位置，深度值，顶点光照颜色及每层纹理坐标。

屏幕位置和深度值由三角片顶点的物体坐标经过世界空间变换，视变换，投影变换，透视除法，标准设备变换等计算得到。顶点光照颜色采用高洛德着色方式计算得到。每层纹理值采用初始的顶点纹理坐标乘以该层纹理的旋转矩阵得到。

步骤S2：计算三角片在屏幕空间中的包围盒的x，y方向的最大值与最小值。