[发明专利]用于呈现2D/3D模型的计算机实现的方法和可编程系统

说明书

本发明涉及一种用于呈现2D/3D模型的计算机实现的方法。所述方法包括以下步骤：提供存储单元和第一效果单元，所述存储单元被配置为存储关于模型的数据并将数据发送到至少第一效果单元中，所述第一效果单元被配置为接收所发送的数据，基于接收到的数据呈现模型并生成第一呈现结果；生成用于执行呈现过程的第二效果单元；布置第二效果单元，以使得第二效果单元被配置为接收第一呈现结果和来自存储单元的数据中的至少一者；检测存储在存储单元中的数据的改变；以及通过第一效果单元和第二效果单元来呈现所述2D/3D模型。

本发明涉及分别根据权利要求1、8、9和10所述的一种用于呈现(render)2D/3D模型的计算机实现的方法、一种用于呈现2D/3D模型的可编程系统、一种包括使计算机执行所述方法的指令的计算机程序、以及一种包括使计算机执行所述方法的指令的计算机可读介质。

在计算机视觉和计算机图形学中，3D重建实现了真实物体的形状和外观的再现。为了实现该目的，创建了真实物体的数字三维(3D)模型。二维(2D)几何模型也方便描述某些类型的人工图像，诸如技术图、徽标、字体的字形等。它们是2D计算机图形学的基本工具，并且经常用作3D几何模型的组成部分。

呈现是借助于计算机程序从2D或3D模型生成真实感或非真实感图像的自动过程。这些用于呈现的计算机程序通常被称为“呈现器”或“呈现引擎”，并且定义作为整体形成所谓的“呈现管线(render pipeline)”的呈现效果。呈现管线定义了为呈现最终图像而要执行的效果的顺序。每一效果都由一组“着色器(shader)”(处于小程序的形式)定义，所述着色器可以以“通道(pass)”的形式在GPU上执行，所述通道可以包含呈现状态设置命令的列表。

这样的呈现管线可能变得非常大并且难以管理。一个原因是它可能会增长到数十个通道，其中许多通道需要重新配置、交换或完全移除。如果目标是不同的硬件，则这可以在编译时静态地发生，或者如果质量设置已经改变，则这可以在运行时间期间动态地发生。

另外，改进呈现管线的开发过程总是有益的。

一些商业上可获得的实时呈现引擎(诸如Unity)仅支持静态呈现管线，其通过提供进入呈现管线的入口点来提供一定程度的自由度。利用这样的入口点，用户可以将他自己的特定效果和/或通道添加到引擎开发者所允许的管线。此外，允许用户在入口点处访问的数据也是有限的。此外，由于这些引擎提供的高级抽象，仅允许用户使用可用GPU特征的子集。

因此，本发明的目的是提供呈现的灵活设计并改进呈现管线的开发过程。

该目的由权利要求1、8、9和10创造性地解决。可以从从属权利要求中获得有利的进一步开发。

根据第一方面，本发明提供了一种用于呈现2D/3D模型的计算机实现的方法。所述方法包括以下步骤：提供存储单元和第一效果单元，所述存储单元被配置为存储关于所述模型的数据并将所述数据发送到至少所述第一效果单元，所述第一效果单元被配置为接收所发送的所述数据，基于所接收到的数据来呈现所述模型并生成第一呈现结果；生成用于执行呈现过程的第二效果单元；布置所述第二效果单元，以使得或者所述第二效果单元被配置为接收所述第一呈现结果，或者所述第二效果单元被配置为从所述存储单元接收所述数据；检测存储在所述存储单元中的所述数据的改变；以及通过所述第一效果单元和所述第二效果单元呈现所述2D/3D模型。

特别有利的是，本发明的方法使得用户能够自由且容易地将(效果)单元添加到现有管线，诸如将第二效果单元添加到包括第一效果单元和存储单元的现有管线。因此，用户可以灵活地设计呈现过程或呈现管线，而不限于仅使用由呈现引擎提供的着色器的子集，不限于仅访问由呈现引擎的开发者提供的呈现引擎的入口点，并且不限于仅访问由呈现引擎的开发者定义的入口点处的某些数据/数据类型。

例如，创造性地，用户可以生成并编程第二效果单元，以便实现新的阴影映射(shadow mapping)算法以实现阴影的呈现。