[发明专利]一种虚拟人物半透明分层排序方法及系统

说明书

本发明的技术方案包括一种虚拟人物半透明分层排序方法及系统，用于实现：提供编辑器对人物衣服模型中需要处理半透明穿插的子网格进行顶点颜色属性标识；将人物衣服模型中半透明子网格合并为一个整体网格，以及对半透明子网格的材质进行对应的合并；对整体网格进行三角形分层排序处理。本发明的有益效果为：合并网格材质后CPU和GPU性能上的提高；多层半透明渲染穿插问题的解决。

技术领域

本发明涉及一种虚拟人物半透明分层排序方法及系统，属于计算机三维动画、游戏领域。

背景技术

随着游戏品质要求越来越高，在突出人物角色渲染的游戏中往往为了表现更好地效果，需要人物的衣服有多层半透明，从而让人物栩栩如生，才能够更加吸引住玩家。

多层半透明衣服渲染容易导致衣服渲染出现穿插的问题，即有些三角形面渲染先后出现了问题。尤其在手游领域没有很好有效的处理多层半透明排序导致穿插的好方案。很多现有的方案要么是通过规避多层半透明衣服的方式，要么是将衣服网格拆分出更多细化的网格来处理。然而这些方案都并没有能够真正解决多层半透明排序导致穿插的问题，而且还具有很大地使用局限性。下面主要列出两套旧方案及其局限性。

一，如图1所示的采用分割网格加实时动态修改渲染顺序方案，基本步骤包括如下（1）~（3）：

（1）先将有多层半透明有穿插的大网格根据实际需求分割成多个子网格；

（2）在游戏运行时动态加载所有的子网格，并每帧计算子网格到摄像机的距离，存储起来；

（3）根据存储的距离，从近到远渲染每个子网格即可。

通过上面的流程图可以看出分割网格加实时动态修改渲染顺序方案存在以下缺陷：

a.分割网格需要占据美术一定的时间，由于通过分割网格导致了生成更多的模型，更多的模型将导致需要渲染更多的顶点和三角形面，渲染将耗用更多的drawcall和GPU的时间。所以分割网格不仅仅在制作流程上更加地繁琐，而且在游戏性能上CPU和GPU都会有更加多地消耗；

b.分割网格的方式不适合用在多层半透明环状闭合的方式，因为这种方式由于人物的动画和旋转等变动还是会导致穿插问题，所以很难用于多层半透明衣服上的处理。这种方式更加适合没有环状闭合的多层半透明模型处理上，比如说人物的头发可以以身体中心前后分割网格，人物袖子可以根据左右手分割网格。

二，如图2所示的采用三角形中心深度排序加网格编辑工具方案，通过流程图可以看出三角形中心深度排序加网格编辑工具方案存在以下2点缺陷：

1.三角形按深度来进行排序，取点的位置不管是三角形的中心或者是三角形内部的任意一个点，在距离非常靠近的两层网格中，总会存在靠后的一层的三角形深度要比靠前的一层的三角形深度要小，导致用基于三角形深度排序算法总会出现部分三角形面有穿插的问题，该问题在有非常靠近的前后两个三角形会出现，没法避免。

2.为了避免经过三角形深度排序后的部分三角形渲染穿插问题，需要在游戏引擎中制作多边形网格编辑工具（可以在游戏运行中编辑网格并保存网格）。通过在运行时网格编辑工具把有问题的三角形面距离拉远可以避免穿插问题，但是仅仅适用于人物静止时候地调整。该方案在人物有骨骼动画的时候很难调整，只有不断地在静止状态下去拉远距离看效果，持续调整才能有好的效果，而这非常地耗时，而且还是通过修改网格的方式间接规避部分穿插问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的技术方案提供了一种虚拟人物半透明分层排序方法及系统，用于解决现有技术的不足，包括以达到合并网格材质后CPU和GPU性能上的提高，多层半透明渲染穿插问题的解决。