[发明专利]一种3D游戏引擎LOD系统的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D游戏、全景漫游开发技术领域，具体地，涉及一种3D游戏引擎LOD系统的实现方法。

背景技术

电子游戏是时下最受欢迎的娱乐休闲方式之一，而随着电子游戏历经30多年发展的今天，越来越逼真的3D图形化游戏引擎技术已成为当今游戏领域的重中之重，而图形技术在运算处理中的优化方案成为了直接影响游戏的开发重要环节，为了保证现行电脑运算能力下的3D图形画面输出帧率的流畅，各种针对3D图形效果的优化方法是游戏引擎和图形技术开发者的研究重点之一。

LOD技术是Levels of Detail的简称，即多细节层次，这种技术通过对模型的结点在显示环境中所处的位置和重要程度，调整物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度从而获得更高效率的渲染运算。

LOD技术在不影响画面视觉效果的前提条件下，通过逐次简化景物的表面细节减少场景几何复杂性，从而提高绘制算法的效率，该技术通常对每一个原始多面体模型建立几个不同模型精度的几何模型，与原来的模型相比，每个模型均保留了一定的层次的细节，当从近处观察物体时，我们采用精细的模型。当从远处观察时候采用了较为粗糙的模型。图形生成效率的需求，LOD系统及其运用成为了一项热门研究课题。

目前市场上游戏的渲染效率普遍都不是很高，需要大大提高渲染的效率。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在模型精度低、地形绘制难度大和渲染效率低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种3D游戏引擎LOD系统的实现方法，以实现模型精度高、地形绘制难度小和渲染效率高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种3D游戏引擎LOD系统的实现方法，包括地形LOD的实现方法，所述地形LOD的实现方法主要包括：

a、将待绘制场景设想成一个大的地形块，将该地形块分成M*N维格子的地形块，M、N均为自然数；

b、对每个地形块的顶点高度值进行升或降，即改变每个地形块顶点的Y值，产生凸凹不平的地形块，在地形坐标XOZ中，俯瞰地形块所在平面对应的方格地形即地形格；

c、根据每个地形块随相机远近的不同场景，绘制低分辨率的场景图形。

进一步地，所述步骤c，具体包括：

当相机靠近地形时，绘制待绘制场景的地形场景，三角形面数比较多，细节层次丰富，画面精确细致，随着相机向远处移动，计算每个地形块的中心，来绘制低分辨率下的地形，地形的层级会比较上次的粗糙，层次级别降低；

当相机距离进一步拉远的时候，计算每个地形块的中心，来绘制低分辨率下的地形，得到的三角形面更少，层次更低，地形更加的粗糙。

进一步地，以上所述的3D游戏引擎LOD系统的实现方法，还包括骨骼LOD的实现方法，所述骨骼LOD的实现方法主要包括：

d、计算每块骨骼受蒙皮顶点影响的面积，根据每块骨骼受蒙皮顶点影响的面积计算每块骨骼的权重值；

e、根据相机的远近，调整骨骼数量，得到不同层次的模型；

f、将所得模型应用于相应场景。

进一步地，所述步骤e，具体包括：

当相机距离骨骼越远的时候，删除骨骼权重值大的骨骼；

得到层次较低的模型。

进一步地，所述步骤e，具体还包括：

当相机距离骨骼越近的时候，对骨骼权重值大的骨骼保留，而对骨骼权重值小的骨骼删除；当相机更远的时候，进一步删除权重小的骨骼；

得到层次细节粗糙的模型。

进一步地，以上所述的3D游戏引擎LOD系统的实现方法，还包括模型LOD的实现方法，所述模型LOD的实现方法主要包括：

当相机距离近的时候，调用高模；当相机距离远的时候，调用低模；所述高摸和低模都是美术人员事先做出来载入游戏中的，不需要复杂的计算。

进一步地，以上所述的3D游戏引擎LOD系统的实现方法，还包括动画LOD的实现方法，所述动画LOD的实现方法主要包括：

当距离相机远的时候，骨骼数量变少，相应的骨骼动画的K帧变少，减少动画的计算量；

当距离相机近的时候，骨骼数量变多，动画K帧多，动画细节复杂，角色的动作更加逼真。

进一步地，以上所述的3D游戏引擎LOD系统的实现方法，还包括材质LOD的实现方法，所述材质LOD的实现方法主要包括：

当距离相机近的时候，采用复杂的方程计算，使模型表面的材质效果比较丰富；