[发明专利]一种基于绘制指令流的着色器自动简化方法和系统

说明书

本发明公开一种基于绘制指令流的着色器自动简化方法和系统，包括：获取绘制指令流，从所述绘制指令流中提取目标着色器，创建与所述目标着色器仅代码不同的简化着色器；截取绘制指令中包含目标着色器的绘制发起指令的当前帧作为特定帧；通过测量采用简化着色器绘制所述特定帧所需的时间获得简化着色器的耗时；通过测量执行所述特定帧对应的绘制指令时简化着色器绘制的绘制帧与所述特定帧的像素差值获得简化着色器的误差；依据简化着色器的耗时和误差筛选获得最优简化着色器。能够实现对简化着色器的耗时和误差的精确测量，同时不依赖于原图形程序，具备较好的简化效果和较高的实用性。

技术领域

本发明涉及图形绘制、代码简化和自动测试技术领域，具体涉及一种基于绘制指令流的着色器自动简化方法和系统。

背景技术

在图形绘制领域，在保证画面质量的同时提升绘制速度依然是一个很大的挑战。在绘制流水线中，如何使用给定的三维模型和材质进行绘制是由着色器定义的。具体而言，着色器包含了代码以及各种参数的设置。其中着色器代码需要技术人员根据不同的着色模型编写，其复杂程度很大程度上决定了画面质量和绘制速度。目前，出于对高品质画面的追求，在游戏、虚拟现实等应用中使用的着色器的代码越来越复杂，所以着色器的计算耗时往往是绘制流水线中的瓶颈所在。对于计算能力相对有限的移动端而言，复杂着色器所带来的负担更为明显，不仅会使得帧率较低影响交互性，还会加剧设备发热、增加耗电量。因此，在保证画面质量的同时，对着色器的代码进行一定程度的简化，减少着色器所需的计算量，是一项非常重要的任务。

传统的着色器简化往往依赖技术人员手动来完成，对技术人员的技术水平和经验有较高的要求。再者，由于着色器的复杂度较高，人为探索简化空间需要不少的时间。所述时间不仅包含人为修改代码所需要的时间，还包括测试简化着色器所需要的时间。因此，着色器自动简化技术具体极高的商业价值和学术价值。

现有的着色器自动简化方法主要有三步，首先是简化着色器的自动生成，然后对简化着色器的耗时和误差进行测量，最后根据简化着色器的耗时和误差进行筛选。其中，对简化着色器的耗时和误差的测量需要修改原来的图形程序，额外实现相同的场景下将目标着色器替换为简化着色器并进行测试的功能。因此，现有的方法主要存在以下两个缺点：

首先，目前的游戏和虚拟现实应用大多使用第三方的游戏引擎来实现。由于与显卡通信的绘制指令流被封装在游戏引擎的底层部分，而一般的使用游戏引擎的技术人员又不熟悉或不能接触到这些底层，所以要实现简化着色器的耗时和误差的精确测量并非易事。无法实现简化着色器的精确测量意味着最后无法筛选出最优的着色器变种，简化效果不稳定。

此外，由于对原图形程序的依赖，现有方法需要对不同的图形程序重复实现着色器耗时和误差的测量，要广泛地应用在不同的图形程序上就意味着大量的重复性工作。再者，对于无法获取原图形程序代码的情况，现有的方法也无法适用。所以，现有方法的实用性较低。

因此，一种能够对简化着色器的耗时和误差进行精确测量，同时不依赖于原图形程序的着色器自动简化方法，会具备较好的简化效果和较高的实用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于绘制指令流的着色器自动简化方法和系统，能够实现对简化着色器的耗时和误差的精确测量，同时不依赖于原图形程序，具备较好的简化效果和较高的实用性。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种基于绘制指令流的着色器自动简化方法，所述方法包括：

获取绘制指令流，从所述绘制指令流中提取目标着色器，创建与所述目标着色器仅代码不同的简化着色器；

截取绘制指令中包含目标着色器的绘制发起指令的当前帧作为特定帧；

通过测量采用简化着色器绘制所述特定帧所需的时间获得简化着色器的耗时；