[发明专利]一种基于表面信号拟合和曲面细分的着色器简化方法、装置及图形渲染方法

权利要求书

1.一种基于表面信号拟合和曲面细分的着色器简化方法，待简化的原始着色器包括原始顶点着色器和原始像素着色器，其特征在于，包括：

(1)设定若干组细分参数，按照每一组细分参数对待渲染模型进行细分，得到相应的细分模型；

(2)从原始像素着色器的函数中选择若干个变量或表达式作为拟合目标，针对每一个拟合目标，分别生成与各个细分模型对应的拟合器，所述的拟合器用于对该拟合目标在当前细分模型中对应的细分图元上生成的表面信号进行拟合，并根据拟合结果计算该拟合目标在当前细分模型中对应的细分图元上的取值；

(3)根据原始顶点着色器生成顶点着色器、几何着色器，针对任意一个细分模型，根据该细分模型对应的细分参数生成一个细分着色器，并从当前细分模型对应的所有拟合器中选择若干个替换原始像素着色器中对应的变量或表达式得到修正像素着色器，并将该修正像素着色器与顶点着色器、几何着色器以及当前细分模型对应的细分着色器组合得到相应的修正着色器，并以各个修正着色器作为简化着色器。

2.如权利要求1所述的基于表面信号拟合和曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，每组细分参数包括：每个图元内部细分的层数、每个图元在每层细分时每条边的细分数目与细分步长。

3.如权利要求1所述的基于表面信号拟合和曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(1)中通过图形硬件流水线中固定细分函数的计算方法按照每一组细分参数对待渲染模型进行细分。

4.如权利要求3所述的基于表面信号拟合和曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(1)针对每一组细分参数形成相应的第一着色器对待渲染模型进行细分，所述的第一着色器通过如下步骤生成：

(1-1)以顶点的属性值和顶点索引号作为输入变量和输出变量生成第一顶点着色器，所述的第一顶点着色器用于将各个输入变量的值赋值给相应的输出变量；

(1-2)针对任意一组细分参数，根据当前组细分参数生成第一细分着色器，所述的细分着色器用于根据第一顶点着色器输出的顶点的属性值和顶点索引号，通过图形硬件流水线中固定细分函数的计算方法按照当前组细分参数对待渲染模型进行细分，并根据细分结果输出细分顶点的属性值，以及各个细分顶点所在的原始图元的所有顶点的顶点索引号和各个顶点在该原始图元上的重心坐标；

(1-3)生成第一几何着色器，所述的第一几何着色器用于接收第一细分着色器的输出，并根据接收到的数据输出当前处理的细分图元的所有细分顶点的属性值、所有细分顶点所在的原始图元的所有顶点的顶点索引号和在该原始图元上的重心坐标、以及该细分图元所在的原始图元的细分索引号，所述的细分索引号为第一几何着色器根据各个细分顶点在该原始图元上的重心坐标计算得到；还用于对该细分图元的所有细分顶点在对应细分图元上的重心坐标赋值并输出；

(1-4)分别将每一个第一细分着色器与第一顶点着色器、第一几何着色器和原始像素着色器组合得到相应的第一着色器，利用各个第一着色器渲染待渲染模型，将渲染过程中各个第一着色器中的第一几何着色器的输出作为相应的细分模型。

5.如权利要求1所述的基于表面信号拟合和曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下步骤：

(2-1)在当前细分模型中的每个细分图元上设定若干个样本点；

(2-2)将原始像素着色器中当前拟合目标对应的程序点之前，与计算当前拟合目标相关的语句作为对应的目标片段，将各个样本点的属性值作为对应的目标片段的输入，针对当前细分模型中任意一个细分图元上所有样本点对应的输出，以该细分图元对应的所有的输出作为该拟合目标在细分图元上生成的表面信号，用设定的拟合基函数对该表面信号函数进行拟合得到拟合函数；

(2-3)生成拟合器，所述的拟合器用于根据当前像素点对应的细分图元的重心坐标，利用所述的拟合函数计算当前拟合目标在对应的细分图元上的取值，对应的细分图元为当前像素点在细分模型中所在的细分图元。

6.如权利要求5所述的基于表面信号拟合的着色器中像素着色器的简化方法，其特征在于，所述的拟合目标的个数为原始像素着色中的变量与表达式的个数的20～100％。

7.如权利要求5所述的基于表面信号拟合和曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(2)采用最小二乘法进行拟合，采用的拟合基函数为贝塞尔曲面函数。