[发明专利]一种GPU压缩纹理处理方法

说明书

本发明公开了一种GPU压缩纹理处理方法。它具体包括如下步骤：对GPU压缩纹理资源进一步编码，使用类似矢量量化的方法处理数据块，通过控制均方误差重新计算像素调色盘索引，然后借鉴差分编码思想，去除空间冗余度并生成像素调色盘索引字典，对全部数据块中的像素进行YCoCg变换和离散小波压缩，进一步去除数据冗余度，最后基于非对称数字系统的有限状态熵编码方法处理并交织数据流，生成高效压缩纹理资源。本发明的有益效果是：降低压缩纹理资源的存储尺寸；降低数据冗余度并提高解码性能和加载效率；降低显存占用，提高素材资源的加载速度，降低CPU负载；降低存储和网络传输成本，提高素材资源的加载和解码速度，解决存储空间和解码效率矛盾。

技术领域

本发明涉及图形处理相关技术领域，尤其是指一种GPU压缩纹理处理方法。

背景技术

在计算机图形学中，纹理是通常指的是应用于物件表面材质或者绘制于画面上的图片资源，纹理贴图将图片资源按照特定的方式映射到物体表面，增强物体的真实感和视觉效果，是计算机图形学的基础技术之一，在图形渲染领域有着广泛应用。

因传统的图像压缩格式(JPG/PNG/WebP)具有较高的压缩比和压缩质量，故纹理素材资源大多使用其进行文件存储和网络传输。虽然使用传统的图像压缩格式所需的存储和传输成本低，但因其解码算法计算复杂度高，无法满足纹理随机访问等GPU硬件需求，在应用纹理贴图前需要利用CPU进行解码再上传到GPU中，带宽和显存占用高。

为了尽可能节省带宽和计算资源，现代GPU支持压缩纹理方式，以满足大量纹理素材资源的游戏等交互式应用的需求。GPU压缩纹理格式(DXT/PVRTC/ETC/ASTC等)使用固定比特率的压缩算法处理纹理图片，以降低硬件解码算法的复杂度和满足纹理随机访问需求，但文件存储和网络传输成本高。

为了平衡纹理素材的文件存储和所需的CPU/GPU计算资源，素材设计师和程序开发人员经常需要投入大量的时间和成本，按照不同应用和产品的具体需求进行调整。在移动互联盛行的时代，设备的品种丰富多样，CPU/GPU资源和计算能力相对有限，如何平衡纹理资源变成了一大难点和研究热点。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种有效平衡纹理资源的GPU压缩纹理处理方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种GPU压缩纹理处理方法，具体包括如下步骤：

(1)根据需要选择使用合适的GPU硬件压缩纹理生成方法处理贴图素材，生成GPU硬件压缩纹理资源文件；

(2)参考矢量量化方法，重新计算数据块的图像像素索引；

(3)组合全部数据块中的端点颜色值构成原始纹理图像的低分辨率表示，然后应用YCoCg颜色空间变化解耦空间邻近RGB颜色值，对变换后的图像数据进行离散小波变换，修改数据概率分布曲线，为熵编码做准备；

(4)利用非对称数字系统方法进行熵编码，并交织熵编码结果数据，去除数据冗余度，生成GPU压缩纹理数据文件；

(5)利用GPU高效流水线和大规模数据处理能力，通过自定义解码处理过程，将纹理解码成硬件支持的压缩纹理格式对应的显存数据，满足纹理贴图需求。