基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法以及图像渲染方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112509108A(43)申请公布日2021.03.16(21)申请号202011407472.0(22)申请日2020.12.03(71)申请人杭州群核信息技术有限公司地址310000浙江省杭州市江干区九环路9号3幢2楼208室(72)发明人朱玥(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人曹兆霞(51)Int.Cl.G06T15/50(2011.01)G06T17/20(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法以及图像渲染方法(57)摘要本发明公开了一种基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法以及图像渲染方法，生成方法包括：将三角面片的所有顶点传入GPU，并将顶点的法向量贴图和位置贴图绑定到计算顶点环境光遮蔽的片元着色器；在单位球内平均采样多个采样方向，并计算在每个采样方向下的遮挡图，并将该遮挡图与计算顶点环境光遮蔽的片元着色器绑定，通过遍历位置贴图与法向量贴图中的顶点，根据顶点位置判断是顶点否被遮蔽，并输出到环境光遮蔽贴图；将每个采样方向对应的到环境光遮蔽贴图进行累加，得到每个顶点的环境光遮蔽。生成方法可以缩短顶点环境光遮蔽的计算耗时，提升顶点环境光遮蔽在实时渲染时的真实性。图像渲染方法可以提升渲染图像的真实感。CN112509108ACN112509108A权利要求书1/1页1.一种基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法，其特征在于，包括以下步骤：将三角面片的所有顶点传入GPU，并将顶点的法向量贴图和位置贴图绑定到计算顶点环境光遮蔽的片元着色器；在单位球内平均采样多个采样方向，并计算在每个采样方向下的遮挡图，并将该遮挡图与计算顶点环境光遮蔽的片元着色器绑定，通过遍历位置贴图与法向量贴图中的顶点，根据顶点位置判断是顶点否被遮蔽，并输出到环境光遮蔽贴图；将每个采样方向对应的到环境光遮蔽贴图进行累加，得到每个顶点的环境光遮蔽。2.如权利要求1所述的基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法，其特征在于，所述计算在每个采样方向下的遮挡图包括：根据模型大小生成包围盒和模型中心点Pc，并计算包围盒对角线长度d；针对采样方向s，将相机设置在Pc+d*s位置，并面向模型中心点Pc进行平行投影，获得采样方向s下的遮挡图。3.如权利要求1或2所述的基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法，其特征在于，依据面积阈值，将面积大于面积阈值的三角面片筛选出来作为优化三角面片，从优化三角面片的非顶点处采样多个样本点，并将该样本点作为优化三角面片的新顶点，与优化三角面片的原顶点一起传入GPU，并构建顶点的法向量贴图和位置贴图。4.如权利要求3所述的基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法，其特征在于，当三角面片的顶点和样本点总和超过GPU允许的最大贴图尺寸时，采用Sampler2DArray的贴图类型来管理三角面片的顶点和采样点。5.如权利要求3所述的基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法，其特征在于，在获得样本点的环境光遮蔽后，利用样本点的环境光遮蔽对顶点的环境光遮蔽进行优化。6.如权利要求5所述的基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法，其特征在于，利用样本点的环境光遮蔽对顶点的环境光遮蔽进行优化的过程为：将所有样本点的环境光遮蔽与GPU的插值公式建立矩阵，并将需要优化的所有顶点的环境光遮蔽作为未知数，创建线性代数等式，以利用运用顶点环境光遮蔽插值获得的样本点环境光遮蔽与判断计算出的样本点环境光遮蔽插值最小为目标，求解线性代数等式，将求解结果作为优化的顶点环境光遮蔽。7.如权利要求1～6任一项所述的基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法，其特征在于，通过OpenGL图形API将三角面片的样本点和顶点上传至GPU。8.一种图像渲染方法，其特征在于，包括：采用权利要求1～7任一项所述的基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法生成三角面片的顶点环境光遮蔽；依据所述顶点环境光遮蔽进行图像渲染。2CN112509108A说明书1/5页基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法以及图像渲染方法技术领域[0001]本发明属于计算机图形学领域，具体涉及一种基于GPU的顶点环境光遮蔽的生成方法和一种图像渲染方法。背景技术[0002]随着计算机硬件的发展，对于计算机渲染的图像，真实性上的要求越来越高。而其中表现环境光遮蔽(AmbientOcclusion)便是增加图像真实性的非常重要的一个手段。在实时渲染领域中，目前主要通过烘焙AO贴图等方式进行，但使用烘焙贴图会涉及到UV展开等问题。同时，烘焙的时间也较长，因此，提出了一种使用顶点AO来表现环境光遮蔽的方法。[0003]顶点AO技术即是将每一个模型顶点的AO值存储在模型的顶点特征中，在进行实时渲染