CN113827965B - 游戏场景中样条线的渲染方法、装置及设备 - Google Patents
游戏场景中样条线的渲染方法、装置及设备 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种游戏场景中样条线的渲染方法、装置及设备,涉及3D渲染技术领域,整个渲染过程可以将虚幻引擎中样条线形变与实例化相结合,使得样条线的形变模型能够在渲染过程中正确合批,降低渲染批次以及性能消耗,提升了复杂游戏场景中样条工具的渲染效果。其中方法包括:针对游戏场景中的样条线进行重新排列,获取样条线的插值信息,所述插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息;利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据所述形变模型信息在所述材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据;将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染。
Description
技术领域
本申请涉及3D渲染技术领域,尤其是涉及到一种游戏场景中样条线的渲染方法、装置及设备。
背景技术
随着信息技术的不断发展,利用计算机三维技术、模拟技术来生成游戏场景,可以让用户从自身视点出发,对游戏场景有更真实的感知。通过计算机软件的渲染功能可实现游戏场景的可视化。
考虑到游戏场景中元素结构的复杂变化,使用样条线建模的方式可以绘制出更丰富的场景元素,例如高山、绿地、沙漠等地形元素,还例如花窗、城墙等建筑元素。具体可使用虚幻引擎中样条组件生成相应场景元素的样条线模型,进一步针对样条线添加材质后输出至渲染通道,以实现对游戏场景中样条线的渲染。然而,由于虚幻引擎中实例化参数缓存与样条线参数缓存都是通过宏命令控制,如果同时开启两者在渲染的时候会导致引擎崩溃,使得虚幻引擎中实例化与样条线形变的不兼容,此时需要分别开启两者进行游戏场景中样条线的渲染,受限制于处理器的渲染压力,虚拟引擎代码中通过宏命令控制实例化和样条线的形变两者只能选取其一,而样条线的形变模型在虚幻引擎中每次只能渲染派发一个渲染指令,每个样条线的形变模型会占用一个渲染批次,使得样条线的形变模型不能正确合批,导致渲染批次以及性能消耗上升。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种游戏场景中样条线的渲染方法、装置及设备,主要目的在于解决现有技术由于虚幻引擎中实例化与样条形变的不兼容,使得样条线的形变模型不能正确合批,导致渲染批次以及性能消耗上升的问题。
根据本申请的第一个方面,提供了一种游戏场景中样条线的渲染方法,包括:
针对游戏场景中的样条线进行重新排列,获取样条线的插值信息,所述插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息;
利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据所述形变模型信息在所述材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据;
将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染。
进一步地,所述针对游戏场景中的样条线进行重新排列,获取样条线的插值信息,具体包括:
针对游戏场景中的样条线,根据样条线的长度信息和形变模型包围盒在样条线前进方向上的投影长度,计算样条线上排布的形变模型数量;
根据所述样条线上排布的形变模型数量,分别获取每个形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
进一步地,所述根据所述样条线上排布的形变模型数量,分别获取每个形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息,具体包括:
根据所述样条线上排布的形变模型数量,确定形变模型在样条线插值的位置信息;
利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,分别获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
进一步地,所述利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,分别获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息,具体包括:
利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,计算形变模型的切线比例值信息,所述位置信息包括形变模型在样条线插值的起始点和结束点;
针对所述形变模型在样条线插值的结束点,使用第一插值公式计算形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息;
结合所述形变模型的切线比例值信息、所述形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息、预先设置形变模型缩放值和形变模型方向向量,获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
进一步地,所述利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据所述形变模型信息在所述材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据,具体包括:
利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,使用第二插值公式计算得到形变模型中每个顶点对应的位置信息;
根据所述形变模型信息,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵;
在所述材质函数中使用所述转换矩阵将所述形变模型中每个顶点对应的位置信息偏移至样条线空间中相应的位置以制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据。
进一步地,所述根据所述形变模型信息,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵,具体包括:
从所述形变模型信息中提取形变模型方向向量;
将所述形变模型方向向量叉乘得到样条线空间在不同坐标方向上的基底向量;
根据所述样条线空间在不同坐标方向上的基底向量以及形变模型空间所确定的坐标方向,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵。
进一步地,所述将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染,具体包括:
将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,针对所述形变数据创建样条线形变材质的实例对象以及实例数组索引;
使用顶点着色器按照所述实例数组索引对所述样条线形变材质的实例对象进行合批渲染。
进一步地,所述针对所述形变数据创建样条线形变材质的实例对象以及实例数组索引,具体包括:
针对所述形变数据计算用于裁剪的包围体,每个包围盒中形成的样条线段作为一个批次进行渲染;
通过将所述包围体中形成的样条线段实例化,创建样条线形变材质的示例对象以及实例数组索引。
进一步地,在所述将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染之前,所述方法还包括:
在样条线端点处创建静态网格体组件,并根据所述静态网格组件确定的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
进一步地,所述在样条线端点处创建静态网格体组件,并根据所述静态网格组件对应的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型,具体包括:
从样条线端点位置的切线方向移动预设长度的距离,获取沿着切线方向的偏移点;
在样条线端点处创建静态网格体组件,根据所述样条线端点位置和所述偏移点形成的向量确定所述静态网格体组件对应的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
根据本申请的第二个方面,提供了一种游戏场景中样条线的渲染装置,包括:
获取单元,用于针对游戏场景中的样条线进行重新排列,获取样条线的插值信息,所述插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息;
制作单元,用于利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据所述形变模型信息在所述材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据;
渲染单元,用于将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染。
进一步地,所述获取单元包括:
第一计算模块,用于针对游戏场景中的样条线,根据样条线的长度信息和形变模型包围盒在样条线前进方向上的投影长度,计算样条线上排布的形变模型数量;
第一获取模块,用于根据所述样条线上排布的形变模型数量,分别获取每个形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
进一步地,所述第一获取模块包括:
确定子模块,用于根据所述样条线上排布的形变模型数量,确定形变模型在样条线插值的位置信息;
获取子模块,用于利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,分别获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
进一步地,所述获取子模块,具体用于利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,计算形变模型的切线比例值信息,所述位置信息包括形变模型在样条线插值的起始点和结束点;
所述获取子模块,具体还用于针对所述形变模型在样条线插值的结束点,使用第一插值公式计算形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息;
所述获取子模块,具体还用于结合所述形变模型的切线比例值信息、所述形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息、预先设置形变模型缩放值和形变模型方向向量,获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
进一步地,所述制作单元包括:
第二计算模块,用于利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,使用第二插值公式计算得到形变模型中每个顶点对应的位置信息;
构建模块,用于根据所述形变模型信息,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵;
制作模块,用于在所述材质函数中使用所述转换矩阵将所述形变模型中每个顶点对应的位置信息偏移至样条线空间中相应的位置以制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据。
进一步地,所述构建模块包括:
提取子模块,用于从所述形变模型信息中提取形变模型方向向量;
叉乘子模块,用于将所述形变模型方向向量叉乘得到样条线空间在不同坐标方向上的基底向量;
构建子模块,用于根据所述样条线空间在不同坐标方向上的基底向量以及形变模型空间所确定的坐标方向,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵。
进一步地,所述渲染单元包括:
创建模块,用于将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,针对所述形变数据创建样条线形变材质的实例对象以及实例数组索引;
渲染模块,用于使用顶点着色器按照所述实例数组索引对所述样条线形变材质的实例对象进行合批渲染。
进一步地,所述创建模块包括:
计算子模块,用于针对所述形变数据计算用于裁剪的包围体,每个包围盒中形成的样条线段作为一个批次进行渲染;
创建子模块,用于通过将所述包围体中形成的样条线段实例化,创建样条线形变材质的示例对象以及实例数组索引。
进一步地,所述装置还包括:
添加单元,用于在所述将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染之前,在样条线端点处创建静态网格体组件,并根据所述静态网格组件确定的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
进一步地,所述添加单元包括:
第二获取模块,用于从样条线端点位置的切线方向移动预设长度的距离,获取沿着切线方向的偏移点;
添加模块,用于在样条线端点处创建静态网格体组件,根据所述样条线端点位置和所述偏移点形成的向量确定所述静态网格体组件对应的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
根据本申请的第三个方面,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述方法的步骤。
根据本申请的第四个方面,提供了一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
借由上述技术方案,本申请提供的一种游戏场景中样条线的渲染方法、装置及设备,与目前现有使用虚幻引擎中样条组件生成相应场景元素的样条线模型进行场景游戏场景渲染的方式相比,本申请针对游戏场景中的样条线进行重新排列,获取样条线的插值信息,该插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息,进一步利用样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据形变模型信息在材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据,可使用极少的形变模型来构建出游戏场景中具有变化的建筑结构,并将样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对形变数据进行渲染,该过程可以将虚幻引擎中样条线形变与实例化相结合,使得样条线的形变模型能够在渲染过程中正确合批,降低渲染批次以及性能消耗,提升了复杂游戏场景中样条工具的渲染效果。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了本申请实施例提供的一种游戏场景中样条线的渲染方法的流程示意图;
图2示出了本申请实施例提供的另一种游戏场景中样条线的渲染方法的流程示意图;
图3示出了本申请实施例提供对样条线变形材质的示例对象进行合批渲染后的效果示意图;
图4示出了本申请实施例提供的一种游戏场景中样条线的渲染装置的结构示意图;
图5示出了本申请实施例提供的另一种游戏场景中样条线的渲染装置的结构示意图;
图6示出了本发明实施例提供的一种计算机设备的装置结构示意图。
具体实施方式
现在将参照若干示例性实施例来论述本发明的内容。应当理解,论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本发明的内容,而不是暗示对本发明的范围的任何限制。
如本文中所使用的,术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。
相关技术针对游戏场景中样条线的渲染过程中,由于虚幻引擎中实例化参数缓存与样条线参数缓存都是通过宏命令控制,如果同时开启两者在渲染的时候会导致引擎崩溃,使得虚幻引擎中实例化与样条线的形变不兼容,此时需要分别开启两者进行游戏场景中样条线的渲染,受限制于处理器的渲染压力,虚拟引擎代码中通过宏命令控制实例化和样条线的形变两者只能选取其一,而样条线的形变模型在虚幻引擎中每次只能渲染派发一个渲染指令,每个样条线的形变模型会占用一个渲染批次,使得样条线的形变模型不能正确合批,导致渲染批次以及性能消耗上升。
为了解决该问题,本实施例提供了一种游戏场景中样条线的渲染方法,如图1所示,该方法应用于游戏场景中样条线的渲染工具的客户端,包括如下步骤:
101、针对游戏场景中的样条线进行重新排列,获取样条线的插值信息。
游戏场景的设计是游戏生成过程中的一个重要环节,针对不同游戏类型和美术风格,需要使用不同的工具来建模场景元素。样条线作为建模场景元素的工具,可以应用于一些沿着一定轨迹的面,例如,动物触角、植物枝丫以及建筑结构等,具体可以使用样条工具拉出不同长度、不同粗细等属性需求的样条线,该样条线曲线应用至不同的游戏场景中,针对物体沿着轨道运动的游戏场景,可以控制游戏对象沿着样条曲线运动,针对沿着曲线路径摆放物体的游戏场景,可以沿着样条曲线放置物品,效果类似串珠或者项链。
在游戏开发过程中,经常会涉及到场景元素的变化,而样条线插值的方式可以很好的模拟场景元素的变化,这里可以通过对样条线中设置形变模型,利用样条线插值方式来控制样条线形变,以模拟场景元素的变化。样条线插值可以针对样条线中形变模型给定的数据点(起点和终点)以及当前自变量的值作为参数,确定自变量对应的插值信息,并利用插值信息来实现样条线形变过程。
其中,样条线的插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息,这里形变模型相当于游戏场景中需要进行样条线形变的模型,形变模型信息至少包括样条线中每个形变模型的位置信息(起始点位置和终止点位置)、样条线中每个形变模型的切线信息(起始点切线和终止点切线)、形变模型的缩放值、形变模型方向向量、形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息等。具体可以针对样条线中形变模型进行重新排列,由于形变模型可以将样条线拆分为多个样条线段,每个样条线段可以作为样条线中一个形变点来控制样条线形变,进一步根据形变模型的排布位置来获取样条线的插值信息。
对于本实施例的执行主体可以为游戏场景中样条线的渲染装置或设备,可以配置在样条线渲染工具的客户端,针对游戏场景中样条线进行重新排布,以获取到样条线的插值信息,该插值信息作为样条线工具中调整形变模型的依据,包括样条线前进方向所确定形变模型信息,可实现样条线形变,并且可根据形变模型宽度、大小等参数修改形变模型数量。
102、利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据所述形变模型信息在所述材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据。
其中,材质函数是材质图形的一部分,可以即时访问常用的材质节点网格,从而简化创建材质过程,通过材质函数的输入节点和输出节点,可以将材质资源数据对接至使用方,例如,需要预览材质效果,可以将材质资源数据对接至预览窗口,需要渲染材质,可以将材质资源数据对接至渲染窗口等。
具体可以在材质函数中输入样条线的插值信息,并利用插值信息中的形变模型信息来计算形变模型每个顶点对应在样条线空间中的位置信息,并根据样条线空间的基底向量以及形变模型空间的方向向量,构建出形变模型空间到样条线空间的转换矩阵,该转换矩阵可以获取形变模型每个顶点对应的世界坐标偏移,并利用该世界坐标偏移将形变模型的顶点偏移到样条线空间相应位置上,从而输出样条线的形变数据。
103、将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染。
其中,实例化是指在不同的位置使用不同的参数对一个网格进行多次渲染,可用于游戏场景中的静态网格体对象,如树叶、草等,所有实例共享一个顶点缓冲区,顶点缓冲区用于存储将被多次实例化的单一网格数据,实例缓冲区用于存储每个对象的实例数据,包含多种信息,比如,变换矩阵、颜色数据或者光照数据等,渲染过程中结合顶点缓冲区和实例缓冲区来进行形变数据的渲染。
可以理解的是,为了减少渲染过程中绘制调用数量,这里可以使用实例化静态网格来实现形变数据在渲染过程中进行实例合并,以降低渲染批次,具体可以将样条线的形变数据进行实例化,得到形变实例数据,进一步针对形变实例数据组合在同一个渲染指令中,根据该渲染指令对形变实例数据进行合批渲染。
本申请实施例提供的游戏场景中样条线的渲染方法,与目前现有使用虚幻引擎中样条组件生成相应场景元素的样条线模型进行场景游戏场景渲染的方式相比,本申请针对游戏场景中的样条线进行重新排列,获取样条线的插值信息,该插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息,进一步利用样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据形变模型信息在材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据,可使用极少的形变模型来构建出游戏场景中具有变化的建筑结构,并将样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对形变数据进行渲染,该过程可以将虚幻引擎中样条线形变与实例化相结合,使得样条线的形变模型能够在渲染过程中正确合批,降低渲染批次以及性能消耗,提升了复杂游戏场景中样条工具的渲染效果。
通过使用本申请提供的游戏场景中样条线的渲染方法,美术及地编在构建游戏场景的时候,可以使用极少量的形变模型搭建出具有变化的建筑结构,同时极大地降低了渲染批次。在实际手机端测试场景中,使用虚拟引擎的样条线渲染流程针对复杂场景中帧率会降低到40帧,而使用修改后的样条线工具,帧率可以稳定在60帧,使用修改后的样条线工具生成的形变模型,渲染批次可降低至原有的10%。
进一步的,作为上述实施例具体实施方式的细化和扩展,为了完整说明本实施例的具体实施过程,本实施例提供了另一种游戏场景中样条线的渲染方法,如图2所示,该方法包括:
201、针对游戏场景中的样条线,根据样条线的长度信息和形变模型包围盒在样条线前进方向上的投影长度,计算样条线上排布的形变模型数量。
可以理解的是,由于样条线在游戏场景中具有方向性,通过在样条线中设置形变模型可以更好的实现样条线插值,具体可以将形变模型的包围盒大小在样条线前进方向上进行投影,并根据投影长度在样条线长度上的占比来确定样条线上形变模型数量。
例如,设样条线总长为1,形变模型长度可通过形变模型的朝前的轴与样条线朝前的轴的点积值除以样条线总长,就可以获得形变模型长度相对于样条线总长的比值,此时在样条线上均匀地排布形变模型,就可以获得样条线上排布的形变模型数量以及每个形变模型相对样条线起始点的位置。
202、根据所述样条线上排布的形变模型数量,分别获取每个形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
具体可以根据样条线上排布的形变模型数量,确定形变模型在样条线插值的位置信息,该位置信息可以包括样条线中每个形变模型相对于样条线起始点的位置,进一步利用形变模型在样条线插值的位置信息,分别获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
上述位置信息包括形变模型在样条线插值的起始点和结束点,该起始点为形变模型起始点相对于样条线起始点的位置,结束点为形变模型结束点相对于样条线起始点的位置,由于样条线上排布有多个形变模型,每个形变模型都对应有起始点和终止点,具体在获取形变模型信息过程中,可以利用形变模型在样条线插值的位置信息,计算形变模型的切线比例值信息,并针对形变模型在样条线插值的结束点,使用第一插值公式计算形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息,结合形变模型的切线比例值信息、形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息、预先设置形变模型缩放值和形变模型方向向量,获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
在实际应用中,样条线的插值信息需要经过两次计算过程,第一次计算时,当使用者拉出一条样条线时,可以获得这根样条线的长度L,以及形变模型的包围盒大小在样条线前方向上的投影长度MeshT,此时可以根据MeshT和L粗略地算出样条线上排布的形变模型数量T,并将每个形变模型放置的位置都存放在T数组中;第二次计算时,可通过算出T的倒数Rescaled,再将T数组中记录的形变模型排布位置乘Rescaled,即可得到形变模型在样条线插值的起始点RescaledT和结束点EndT,这里通过计算EndT-RescaledT,即可得到形变模型的切线比例值,再使用第一插值公式0.5-0.5*cos(RescaledT)算出插值的旋转角Alpha,就可以确定形变模型沿着样条线前进方向的旋转角,获取得到样条线的插值信息,同时还需要传入形变模型的缩放值Scale和形变模型的朝向Forward向量以及向上的向量Up。
203、利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,使用第二插值公式计算得到形变模型中每个顶点对应的位置信息。
具体地,通过在材质函数中实现样条线的形变过程,可以将样条线的插值信息作为输入,并针对形变模型信息使用第二插值公式p(t)=(2t3-3t2+1p0+t3-2t2+tm0+-2t3+3t2p1+t3-t2m1,计算出形变模型的每个顶点相对于样条线的位置信息,这里为形变模型的起始点p0,为形变模型的结束点p1,m0为起始点切线比例值,m1为结束点切线比例值,t为当前形变模型中顶点投影到样条线上从起始点到当前位置的归一化长度。
204、根据所述形变模型信息,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵。
具体可以从形变模型信息中提取形变模型方向向量,并将形变模型方向向量叉乘得到样条线空间在不同坐标方向上的基底向量,根据样条线空间在不同坐标方向上的基底向量以及形变模型空间所确定的坐标方向,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵。
205、在所述材质函数中使用所述转换矩阵将所述形变模型中每个顶点对应的位置信息偏移至样条线空间中相应的位置以制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据。
可以理解的是,利用形变模型中各个顶点的位置坐标,可以确定形变模型空间矩阵,进一步使用形变模型空间矩阵乘上构建的转换矩阵,即可将形变模型空间中顶点偏移至样条空间中相应位置,得到形变模型的顶点偏移位置坐标,以制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据。
206、在样条线端点处创建静态网格体组件,并根据所述静态网格组件确定的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
具体可以从样条线端点位置的切线方向移动预设长度的距离,获取沿着切线方向的偏移点,并在样条线端点处创建静态网格体组件,根据样条线端点位置和偏移点形成的向量确定静态网格体组件对应的朝向,在样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
实际应用中,可在端点处添加两个静态网格体组件StaticMeshComponent来达到增加细节的效果。具体可在样条线的端点处可以获取到样条线端点的切线方向,从样条线端点向切线方向移动一小段距离,获得一个沿样条线端点切线方向的偏移点,通过样条线端点和偏移点所形成的向量,可以获得端点处StaticMeshComponent的朝向,即可以添加两个根据样条线端点位置朝向变化的形变模型。
207、将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,针对所述形变数据创建样条线形变材质的实例对象以及实例数组索引。
具体可以针对形变数据计算用于裁剪的包围体,每个包围盒中形成的样条线段作为一个批次进行渲染,并通过将包围体中形成的样条线段实例化,创建样条线形变材质的示例对象以及实例数组索引。
这里针对形变数据计算用于裁剪的包围体可以使用两种计算方式,一种是针对样条线进行分段计算,另一种是针对样条线进行整体计算。具体可以通过样条线端点计算一个简单的AABB包围盒,分段计算则每个样条线段作为一个渲染批次,而整体计算则一个样条线作为一个渲染批次。
208、使用顶点着色器按照所述实例数组索引对所述样条线形变材质的实例对象进行合批渲染。
可以理解的是,顶点着色器可以访问实例对象中的顶点数据,而实例数组索引相当于顶点数据进行渲染过程的绘图索引,该绘图索引可以是样条线分段对应形变模型中顶点形成的索引,还可以是整个样条线中共形变模型中顶点所形成的索引,具体可根据渲染批次的需求进行设置,进一步顶点着色器可以按照绘图索引遍历实例对象中的渲染元素,该渲染元素相当于样条线曲线中形变模型对应的顶点数据,进而对样条线形变材质的实例对象中的渲染元素进行合批渲染。
实际应用场景中,针对样条线形变材质的示例对象进行合批渲染后的效果如图3所示,图3中长方体包围盒即为样条线的包围盒,该样条线上排布有大量的形变模型,每个形变模型对应有朝向向量和沿着样条线前进方向的方向向量,具体在渲染过程中可以使用一整根样条线作为一个渲染批次,还可以使用样条线上一个形变模型作为一个渲染批次。
进一步地,为了给游戏场景提供更丰富的游戏性元素,可以使用虚幻引擎中蓝图作为游戏场景中提供特殊资源的工具,该蓝图相当于针对游戏场景添加的可视化脚本,通过使用连线将节点、事件、函数及变量连接在一起,设计人员可以方便创建复杂的游戏性元素,如样条线形变,蓝图通过各种用途的节点构成图来进行工作,这些节点包括针对蓝图中每个实例的对象构建、独立的函数、一般的游戏性事件,从而实现游戏性元素的各种行为和功能。
进一步的,作为图1和图2方法的具体实现,本申请实施例提供了一种游戏场景中样条线的渲染装置,如图4所示,该装置包括:获取单元31,制作单元32、渲染单元33。
获取单元31,用于针对游戏场景中的样条线进行重新排列,获取样条线的插值信息,所述插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息;
制作单元32,用于利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据所述形变模型信息在所述材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据;
渲染单元33,用于将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染。
本发明实施例提供的游戏场景中样条线的渲染装置,与目前现有使用虚幻引擎中样条组件生成相应场景元素的样条线模型进行场景游戏场景渲染的方式相比,本申请针对游戏场景中的样条线进行重新排列,获取样条线的插值信息,该插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息,进一步利用样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据形变模型信息在材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据,可使用极少的形变模型来构建出游戏场景中具有变化的建筑结构,并将样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对形变数据进行渲染,该过程可以将虚幻引擎中样条线形变与实例化相结合,使得样条线的形变模型能够在渲染过程中正确合批,降低渲染批次以及性能消耗,提升了复杂游戏场景中样条工具的渲染效果。
在具体的应用场景中,如图5所示,所述获取单元31包括:
第一计算模块311,可以用于针对游戏场景中的样条线,根据样条线的长度信息和形变模型包围盒在样条线前进方向上的投影长度,计算样条线上排布的形变模型数量;
第一获取模块312,可以用于根据所述样条线上排布的形变模型数量,分别获取每个形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
在具体的应用场景中,如图5所示,所述第一获取模块312包括:
确定子模块3121,可以用于根据所述样条线上排布的形变模型数量,确定形变模型在样条线插值的位置信息;
获取子模块3122,可以用于利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,分别获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
在具体的应用场景中,所述获取子模块3122,具体可以用于利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,计算形变模型的切线比例值信息,所述位置信息包括形变模型在样条线插值的起始点和结束点;
所述获取子模块3122,具体还可以用于针对所述形变模型在样条线插值的结束点,使用第一插值公式计算形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息;
所述获取子模块3122,具体还可以用于结合所述形变模型的切线比例值信息、所述形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息、预先设置形变模型缩放值和形变模型方向向量,获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
在具体的应用场景中,如图5所示,所述制作单元32包括:
第二计算模块321,可以用于利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,使用第二插值公式计算得到形变模型中每个顶点对应的位置信息;
构建模块322,可以用于根据所述形变模型信息,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵;
制作模块323,可以用于在所述材质函数中使用所述转换矩阵将所述形变模型中每个顶点对应的位置信息偏移至样条线空间中相应的位置以制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据。
在具体的应用场景中,如图5所示,所述构建模块322包括:
提取子模块3221,可以用于从所述形变模型信息中提取形变模型方向向量;
叉乘子模块3222,用于将所述形变模型方向向量叉乘得到样条线空间在不同坐标方向上的基底向量;
构建子模块3223,可以用于根据所述样条线空间在不同坐标方向上的基底向量以及形变模型空间所确定的坐标方向,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵。
在具体的应用场景中,如图5所示,所述渲染单元33包括:
创建模块331,可以用于将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,针对所述形变数据创建样条线形变材质的实例对象以及实例数组索引;
渲染模块332,可以用于使用顶点着色器按照所述实例数组索引对所述样条线形变材质的实例对象进行合批渲染。
在具体的应用场景中,如图5所示,所述创建模块331包括:
计算子模块3311,可以用于针对所述形变数据计算用于裁剪的包围体,每个包围盒中形成的样条线段作为一个批次进行渲染;
创建子模块3312,可以用于通过将所述包围体中形成的样条线段实例化,创建样条线形变材质的示例对象以及实例数组索引。
在具体的应用场景中,如图5所示,所述装置还包括:
添加单元34,可以用于在所述将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染之前,在样条线端点处创建静态网格体组件,并根据所述静态网格组件确定的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
在具体的应用场景中,如图5所示,所述添加单元34包括:
第二获取模块341,可以用于从样条线端点位置的切线方向移动预设长度的距离,获取沿着切线方向的偏移点;
添加模块342,可以用于在样条线端点处创建静态网格体组件,根据所述样条线端点位置和所述偏移点形成的向量确定所述静态网格体组件对应的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
需要说明的是,本实施例提供的一种游戏场景中样条线的渲染装置所涉及各功能单元的其它相应描述,可以参考图1-图2中的对应描述,在此不再赘述。
基于上述如图1-图2所示方法,相应的,本申请实施例还提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述如图1-图2所示的游戏场景中样条线的渲染方法。
基于这样的理解,本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。
基于上述如图1-图2所示的方法,以及图4-图5所示的虚拟装置实施例,为了实现上述目的,本申请实施例还提供了一种游戏场景中样条线的渲染的实体设备,具体可以为计算机,智能手机,平板电脑,智能手表,服务器,或者网络设备等,该实体设备包括存储介质和处理器;存储介质,用于存储计算机程序;处理器,用于执行计算机程序以实现上述如图1-图2所示的游戏场景中样条线的渲染方法。
可选的,该实体设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(RadioFrequency,RF)电路,传感器、音频电路、WI-FI模块等等。用户接口可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)等,可选用户接口还可以包括USB接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)等。
在示例性实施例中,参见图6,上述实体设备包括通信总线、处理器、存储器和通信接口,还可以包括、输入输出接口和显示设备,其中,各个功能单元之间可以通过总线完成相互间的通信。该存储器存储有计算机程序,处理器,用于执行存储器上所存放的程序,执行上述实施例中的画作挂载方法。
本领域技术人员可以理解,本实施例提供的一种游戏场景中样条线的渲染的实体设备结构并不构成对该实体设备的限定,可以包括更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。
存储介质中还可以包括操作***、网络通信模块。操作***是管理上述店铺搜索信息处理的实体设备硬件和软件资源的程序,支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信,以及与信息处理实体设备中其它硬件和软件之间通信。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现,也可以通过硬件实现。通过应用本申请的技术方案,与目前现有方式相比,本申请可以将虚幻引擎中样条线形变与实例化相结合,使得样条线的形变模型能够在渲染过程中正确合批,降低渲染批次以及性能消耗,提升了复杂游戏场景中样条工具的渲染效果。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本申请序号仅仅为了描述,不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景,但是,本申请并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。
Claims (13)
1.一种游戏场景中样条线的渲染方法,其特征在于,包括:
针对游戏场景中的样条线进行重新排列,根据样条线中形变模型的排布位置获取样条线的插值信息,所述插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息;
利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据所述形变模型信息在所述材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据;
将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述针对游戏场景中的样条线进行重新排列,根据样条线中形变模型的排布位置获取样条线的插值信息,具体包括:
针对游戏场景中的样条线,根据样条线的长度信息和形变模型包围盒在样条线前进方向上的投影长度,计算样条线上排布的形变模型数量;
根据所述样条线上排布的形变模型数量,分别获取每个形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述样条线上排布的形变模型数量,分别获取每个形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息,具体包括:
根据所述样条线上排布的形变模型数量,确定形变模型在样条线插值的位置信息;
利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,分别获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,分别获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息,具体包括:
利用所述形变模型在样条线插值的位置信息,计算形变模型的切线比例值信息,所述位置信息包括形变模型在样条线插值的起始点和结束点;
针对所述形变模型在样条线插值的结束点,使用第一插值公式计算形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息;
结合所述形变模型的切线比例值信息、所述形变模型沿着样条线前进方向的旋转角信息、预先设置形变模型缩放值和形变模型方向向量,获取形变模型在样条线插值时所需传入的形变模型信息,得到样条线的插值信息。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据所述形变模型信息在所述材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据,具体包括:
利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,使用第二插值公式计算得到形变模型中每个顶点对应的位置信息;
根据所述形变模型信息,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵;
在所述材质函数中使用所述转换矩阵将所述形变模型中每个顶点对应的位置信息偏移至样条线空间中相应的位置以制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述形变模型信息,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵,具体包括:
从所述形变模型信息中提取形变模型方向向量;
将所述形变模型方向向量叉乘得到样条线空间在不同坐标方向上的基底向量;
根据所述样条线空间在不同坐标方向上的基底向量以及形变模型空间所确定的坐标方向,构建形变模型空间到样条线空间的转换矩阵。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染,具体包括:
将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,针对所述形变数据创建样条线形变材质的实例对象以及实例数组索引;
使用顶点着色器按照所述实例数组索引对所述样条线形变材质的实例对象进行合批渲染。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述针对所述形变数据创建样条线形变材质的实例对象以及实例数组索引,具体包括:
针对所述形变数据计算用于裁剪的包围体,每个包围盒中形成的样条线段作为一个批次进行渲染;
通过将所述包围体中形成的样条线段实例化,创建样条线形变材质的示例对象以及实例数组索引。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,在所述将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染之前,所述方法还包括:
在样条线端点处创建静态网格体组件,并根据所述静态网格体组件确定的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述在样条线端点处创建静态网格体组件,并根据所述静态网格体组件对应的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型,具体包括:
从样条线端点位置的切线方向移动预设长度的距离,获取沿着切线方向的偏移点;
在样条线端点处创建静态网格体组件,根据所述样条线端点位置和所述偏移点形成的向量确定所述静态网格体组件对应的朝向,在所述样条线端点处添加带有朝向变化的形变模型。
11.一种游戏场景中样条线的渲染装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于针对游戏场景中的样条线进行重新排列,根据样条线中形变模型的排布位置获取样条线的插值信息,所述插值信息包括在样条线前进方向上投影所确定的形变模型信息;
制作单元,用于利用所述样条线的插值信息作为材质函数的输入,根据所述形变模型信息在所述材质函数中制作样条线的形变效果,输出样条线的形变数据;
渲染单元,用于将所述样条线的形变数据传入实例化静态网格的实例缓冲区,对所述形变数据进行渲染。
12.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至10中任一项所述游戏场景中样条线的渲染方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至10中任一项所述游戏场景中样条线的渲染方法的步骤。
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