[发明专利]一种3D地形渲染方法和渲染装置

说明书

技术领域

本发明涉及3维(3D)技术领域，特别涉及一种3D地形渲染方法和渲染装置。

背景技术

3D地形渲染是指对3D模型化的地形进行着色、顶点变换、贴图等操作。在3D地形渲染中，为了减轻渲染的处理负担，出现了一种细节层次(LOD，Level Of Detail)技术。LOD技术将地形渲染划分为多种不同精细级别，离视点较近即视距较小的地形使用较高的细节进行渲染，离视点较远即视距较大的地形使用较低的细节渲染。

在3D地形渲染中，一般是先把完整地形分成等大的小地形块，每个地形块根据其平面网格模型和顶点数据来进行渲染。平面网格模型是一个类似围棋棋盘的格子模型，网格中每个交点都具有一组顶点数据，顶点数据中包含高度、亮度、色度等数值。平面网格模型越精细，网格中包含的顶点越多，细节越高。例如16×16、8×8、4×4、2×2、1×1的不同精细程度的平面网格模型可以对应0～4共5种不同的LOD级别。

现有的3D地形渲染时，首先要加载预先编辑好的完整地形中所有地形块的各种LOD级别下的平面网格模型和相应的顶点数据，然后根据地形块的视距计算出在该视点下每个地形块的LOD级别，并根据LOD级别，选用对应的平面网格模型及相应的顶点数据对地形块进行渲染。这种预先编辑好平面网格模型和相应的顶点数据的渲染方法又可称为静态LOD渲染。

同一个地形块的LOD级别是随着视距的变化而变化的，视距越大其LOD级别越低，视距越小其LOD级别越高，以平衡视觉效果与计算量。但是，由于同一个地形块的不同的LOD级别对应的平面网格模型和顶点数据是不同的，当LOD级别变化时，该地形块的顶点高度、亮度、色度等参数将会发生突变，使渲染出来的地形块的几何形态、光照、颜色等可能会突然改变，从而使渲染出来的3D地形产生明显的地形“跳动”现象，严重影响渲染效果。

发明内容

本发明实施例提供一种3D地形渲染方法，可以消除地形“跳动”现象。

本发明实施例提供一种3D地形渲染装置，可以消除地形“跳动”现象。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种3D地形渲染方法，该方法包括：

根据视距确定地形块当前的层次细节LOD级别；

根据视距和预设的所述地形块当前LOD级别对应的渐变区间计算渐变参数，使用渐变参数对所述地形块的顶点高度值进行修正；

选取比所述地形块当前LOD级别高一精度级别的网格模型并使用所述修正后的顶点高度值对地形块进行渲染。

一种3D地形渲染装置，该装置包括：

LOD确定模块，用于根据视距确定地形块当前的LOD级别；

数据修正模块，用于根据视距和预设的所述地形块当前LOD级别对应的渐变区间计算渐变参数，使用渐变参数对所述地形块的顶点高度值进行修正；

渲染模块，与所述数据修正模块和LOD确定模块相连，用于选取比所述LOD确定模块确定的地形块当前LOD级别高一精度级别的网格模型并使用所述数据修正模块修正后的顶点高度值对地形块进行渲染。

由上述的技术方案可见，本发明的3D地形渲染方法和装置，根据视距确定地形块当前的层次细节LOD级别；根据视距和预设的所述地形块当前LOD级别对应的渐变区间计算渐变参数，使用渐变参数对所述地形块的顶点高度值进行修正；选取比所述地形块当前LOD级别高一精度级别的网格模型并使用所述修正后的顶点高度值对地形块进行渲染。该方法和装置使修正后的地形块数据根据视点变化而连续变化，即使地形块的LOD级别发生变化，也不会产生地形“跳动”现象，另外，通过使用顶点着色器Vertex Shader实现地形块数据的动态修正，渲染效率很高。

附图说明

图1为本发明实施例的3D地形渲染方法流程图；

图2为高精度地形块模拟低精度地形块的原理示意图；

图3为本发明实施例的3D地形渲染装置示意图；

图4为本发明实施例的LOD确定模块具体结构示意图；

图5为本发明实施例的数据修正模块具体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

本发明主要是采用比地形块的当前LOD级别高一精度级别的LOD级别对应的地形块数据，通过连续渐变方式对地形块进行渲染，使用高精度的地形块模型模拟低精度的地形块，当高精度的地形块和低精度的地形块的形态完全一样时，地形块的LOD级别才变为低精度。