[发明专利]三维图形数据处理方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及三维图形数据方法和装置。

背景技术

实时三维(3D)应用的成像过程，经常有将充满各种动态的对象渲染到屏幕的过程。目前变形动画(deformable animation)的技术大多使用蒙皮与骨骼动画(skin-bone animation)的技术来实现。

3D渲染的过程一般由图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)的着色器(Shader)来实现。其中，使用三维顶点着色器(Vertex Shader)来计算骨骼与蒙皮的动画。

要使用GPU制作骨骼动画，就需要在顶点着色器中计算骨骼对3D对象的每个顶点坐标的影响程度。对于每个3D顶点坐标，都需要记录它会受到哪几根特定的骨骼影响，以及每根骨骼对于该顶点的影响权重(weight)。

图1A和1B示出了蒙皮与骨骼动画技术的示意图。图1B中的粗黑线表示用来驱动3D模型动画的骨骼。

目前各种3D对象的动画数据的产生通常是靠3D美术人员在3D模型与动画编辑软件中先编辑好动画数据，然后输出成业界标准格式的数据文件。这些文件的格式以完整保存编辑信息与易于交换为首要目标。模型中的顶点数据与骨骼数据的记录方式则与美术人员编辑的过程相关，而没有针对GPU的效能进行优化。

因此，需要一种三维图形数据装置和方法，用于处理3D图形数据，以得到使得GPU能够迅速高效地取用来绘制3D图形的优化3D图形数据。

发明内容

根据本发明，提出了一种可用于各种三维图形处理器(GPU)的三维图形数据处理装置和方法。该三维图形数据处理装置和方法可应用于一般的三维图形数据，特别是带有骨骼动画的可变形数据，从通用格式的文件或是从只读存储器(ROM)中加载后，在存储器中依据三维顶点数据与受影响骨骼的关系，对原始三维图形数据的结构进行重整以获得优化的三维图形数据，以达到在各种GPU上最好的三维图型渲染效能。

与一般针对静态对象的顶点进行排序以达到最佳缓存使用率的方案相比较，本发明的方案更着重于GPU的着色器取用变形动画数据的最佳缓存使用率。虽然经本发明的三维图形数据处理装置和方法获得的优化三维图形数据集中数据的安排方式对于静态对象的效果，与针对顶点排序的方案几乎一样，但对于各种带骨骼动画的对象，则有15～30％的效能增加。从而，根据本发明，通过对三维图形数据集进行优化处理，可以得到使GPU在计算每个顶点坐标时能够迅速高效地取用到需要的骨骼信息来计算各个骨骼对于顶点坐标产生的影响的优化3D图形数据。

根据本发明的一个方面，提供了一种三维图形数据处理方法，包括：获得包括多个批次的三维图形数据集，其中每个批次包括一个或多个三角面的顶点数据；通过添加退化三角面将所述多个批次合并成一个或多个组合批次来形成优化三维图形数据集；以及输出所述优化三维图形数据集，供图形处理器以每次一整个组合批次的方式取用来绘制三维图形。

根据本发明的另一方面，提供了一种三维图形数据处理装置，包括：图形数据获得单元，其获得包括多个批次的三维图形数据集，其中每个批次包括一个或多个三角面的顶点数据；图形数据优化单元，其通过添加退化三角面将所述多个批次合并成一个或多个组合批次来形成优化三维图形数据集；以及图形数据输出单元，其输出所述优化三维图形数据集，供图形处理器以每次一整个组合批次的方式取用来绘制三维图形。

根据本发明的另一方面，提供了一种移动终端，包括如上所述的三维图形数据处理装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种便携式电子设备，包括如上所述的三维图形数据处理装置。

附图说明

通过联系附图阅读以下详细描述可以更好地理解本发明的以上和其他特征和优点，附图中相同或相似的标号用于标示相同或相似的元素，其中：

图1A和1B示出了蒙皮与骨骼动画技术的示意图。

图2示出了根据本发明一个实施例的三维图形数据处理装置的功能框图。

图3示出了三角面条带的示例。

图4示出了批次合并的一个示例。

图5示出了根据本发明一个实施例的三维图形数据处理方法的流程图。

具体实施方式

下面参考附图来描述本发明的实施例。

图2示出了根据本发明一个实施例的三维图形数据处理装置1的功能框图。如图2所示，三维图形数据处理装置1包括图形数据获得单元101、图形数据优化单元102和图形数据输出单元103。