[发明专利]一种千兆级像素图像的实时渲染方法

权利要求书

1.一种千兆级像素图像的实时渲染方法，包括以下步骤：

步骤1：通过数据预处理模块，将图像进行离线数据重组，将重组后的切片数据生成扩展名为“.giga”的数据文件；

步骤2：通过数据解码模块将所述数据文件进行数据解码与重定向；

步骤3：通过调度模块生成调度策略，以决定数据在内存、显存中的队列情况；

步骤4：通过渲染模块执行所述调度策略，并在执行过程中更新所述调度策略；

步骤5：重复步骤3、步骤4，直至完成整个图像的渲染；

其中，

步骤1中的所述数据重组，包括图像切片；所述图像切片，是将大图分割成小部分，以便在软件层面上更快加载和渲染；

步骤3中的所述调度策略包括维护访问队列、更新队列以及预测队列中的至少一种队列；

所述访问队列是一个半排序双向链表，用于跟踪上传到所述显存的所有所述切片的访问热度；

所述更新队列是一个双向链表，用于追踪当前渲染中缺失的切片；

所述预测队列是一个采用预测算法计算出可能需要预加载的所述切片数据，利用空闲时期进行数据交换。

2.如权利要求1所述的千兆级像素图像的实时渲染方法，其特征在于，步骤1中的所述数据重组，还包括图像填充、以及文件结构优化；所述图像填充，是在整体数据存储之前，增加具体的数据参数，并使用无效占位数据使得保证每一个切片的内存偏移位置保持为4KiB的整数倍；所述文件结构优化，是采用基于内存层次结构的文件结构。

3.如权利要求1所述的千兆级像素图像的实时渲染方法，其特征在于，所述图像切片的方案具体为，将原始规模的数据图像，按照2倍的比例进行缩小，每一次缩放的结果即为一个缩放等级，选定与内存带宽最合适的所述缩放等级，将其定义为缩放等级0，并将每一个所述缩放等级的图像都切割成统一尺寸的一系列切片。

4.如权利要求2所述的千兆级像素图像的实时渲染方法，其特征在于，步骤2中的所述数据解码与重定向，包括建立缩放等级表，即将任意所述缩放等级下，每一个所述切片数据的起始位置偏移量，预先存储，以此增加重定向运算的速度。

5.如权利要求4所述的千兆级像素图像的实时渲染方法，其特征在于，在特定的所述缩放等级下，第0个所述切片数据的所述起始位置偏移量，可由如下公式计算得到：

其中，o_l为缩放等级l下第0个切片的起始位置偏移量，l为缩放等级，μ为缩放系数。

6.如权利要求5所述的千兆级像素图像的实时渲染方法，其特征在于，在特定缩放等级下，第t个切片的所述起始位置偏移量，可由如下公式计算得到：

o_t,l＝(o_l+t)×s

其中o_t,l为缩放等级l下的第t个切片数据的起始位置，o_l为缩放等级l下第0个切片的起始位置偏移量，s为全局切片尺寸在对齐4KiB后所占的内存空间。

7.如权利要求1所述的千兆级像素图像的实时渲染方法，其特征在于，步骤3中的所述调度策略还包括维护显存位表，所述显存位表是将显存划分为一组可用的显存位，所述显存位表内记录每一个所述显存位具体存储的切片信息，所述切片信息包括切片编号、所述显存位是否为空以及所述显存位是否需要被渲染。

8.如权利要求1所述的千兆级像素图像的实时渲染方法，其特征在于，步骤3中的调度策略是维护所述访问队列，所述访问队列的切片顺序表示了所述切片是否被最近访问，排列在队尾的切片则有着更低的访问热度，即预设时间以上的空闲而未被实际访问。

9.如权利要求1所述的千兆级像素图像的实时渲染方法，其特征在于，步骤3中的调度策略是维护所述更新队列，所述更新队列将永远指示当前立即调度的切片信息；所述更新队列只维护和存储所述切片的指示信息，而非所述切片数据本身。

10.如权利要求1所述的千兆级像素图像的实时渲染方法，其特征在于，步骤3中的调度策略是维护所述预测队列，所述预测队列是在当前操作不密集时，采用预测算法计算出可能需要预加载的所述切片数据，利用空闲时期进行数据交换。