[发明专利]一种千兆级像素图像的实时渲染方法

说明书

本发明公开了一种千兆级像素图像的实时渲染方法，通过将图像数据进行离线预处理，然后通过解码模块进行数据解码与重定向。根据不同的画面输入确定相应的调度策略，并由渲染器执行渲染。使用本发明可以在传统显示设备上实时渲染千兆级像素的全景图。并且将千兆级图像的渲染资源配置大大降低，可在显存1G~4G的普通显卡上渲染原本需求40G以上显存才能正常渲染的图像。

技术领域

本发明涉及图像渲染领域，尤其涉及一种千兆级像素图片的实时渲染方法。

背景技术

图像渲染是将三维的光能传递处理转换为一个二维图像的过程。场景和实体用三维形式表示，更接近于现实世界，便于操纵和变换，而图形的显示设备大多是二维的光栅化显示器和点阵化打印机。从三维实体场景的表示N维光栅和点阵化的表示就是图像渲染——即光栅化。光栅显示器可以看作是一个象素矩阵，在光栅显示器上显示的任何一个图形，实际上都是一些具有一种或多种颜色和灰度象素的集合。

图像渲染的工作其实就是，通过几何变换、投影变换、透视变换和窗口裁剪等手段，将获取的三维模型信息，生成图像，并将图像信息输出到图像文件或是视频文件，或者是显示设备的帧缓存器中，完成图形生成。

完成图像渲染工作的硬件就是图形处理器。早期的图像处理器中只包含简单的存储器和帧缓冲区。它们实际上只起了一个图形的存储和传递作用，图像渲染主要是由CPU的运算来完成的。尤其是对许多大型的三维图形软件来说，大部分时间都是在进行渲染工作。图像渲染会涉及到大量的浮点运算，象三维实体的位置变化，各种变换所需要的矩阵运算，以及为追求真实感而设计的各种光线跟踪，辐射度等算法，即使对目前性能很好的计算机，也是很大的工作量。所以之后发展的图形处理器都有图形处理的功能。它不单单存储图形，而且能完成大部分图形函数，这样就大大减轻了CPU的负担，提高了显示能力和显示速度。

随着电子技术的发展，图形处理器的技术含量越来越高，功能越来越强，许多专业的图形处理器已经具有很强的3D处理能力，而且这些3D图形卡也渐渐地走向个人计算机。一些专业图形处理器具有的晶体管数甚至比同时代的CPU的晶体管数还多。如NVIDIA公司2002年11月出售的GeForceFX芯片，被称为视觉处理器，具有12500万颗晶体管，是同时代Pentium 4CPU(具有5500万颗晶体管)的两倍。

然而，随着硬件技术的高速发展，人们对的图像的需求也是日益提升。目前用于VR(虚拟现实)技术的图片像素已经达到千兆级别。普通的图像处理器已经无法将这种级别的像素进行直接渲染。事实上，常规的个人计算机的显存为1G～4G，而渲染千兆级像素的图像，需要占用40G以上的显存空间，普通显卡根本无法加载。现有技术中，解决方案包括使用GPU加速云技术、Docker容器架构的虚拟机平台等等，均依赖于特定的定制化硬件或服务。成本高、对网络要求高、无法实现实时数据调度。

因此，本领域技术人员致力于研发一种千兆级像素图像的实时渲染方法，本方法基于构建于系统架构优化和实时数据调度的算法，形成根据不同画面运动输入而响应的实时渲染能力，以实现在传统设备平台上(而非专业定制化设备)完成千兆级别像素的渲染。本方法所需的内存/显存空间配置也远小于实际渲染目标的千兆级别图像大小。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何在传统显示设备上实时渲染千兆级像素的全景图，或是将渲染千兆级像素全景图所需要的内存、显存配置大大降低。

为实现上述目的，本发明提供了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；