[发明专利]一种基于表面信号拟合的着色器简化方法、装置及图形渲染方法

权利要求书

1.一种基于表面信号拟合的着色器简化方法，待简化的原始着色器包括原始顶点着色器和原始像素着色器，其特征在于，包括：

(1)从原始像素着色器的函数中选择若干个变量或表达式作为拟合目标，针对每一个拟合目标，分别生成相应的拟合器，所述的拟合器用于对该拟合目标在待渲染模型中对应的图元上生成的表面信号进行拟合，并根据拟合结果计算该拟合目标在对应图元上的取值；

(2)从所有拟合器中选择若干个替换原始像素着色器中对应的变量或表达式得到修正像素着色器；

(3)根据原始顶点着色器生成几何着色器，并添加至原始着色器中，分别用各个修正像素着色器替换原始像素着色器，得到相应的修正着色器，并以各个修正着色器作为简化着色器；

步骤(1)包括如下步骤：

(1-1)在待渲染模型中的每个图元上设定若干个样本点；

(1-2)将原始像素着色器中当前拟合目标对应的程序点之前，与计算当前拟合目标相关的语句作为对应的目标片段，将各个样本点的属性值作为对应的目标片段的输入，以该图元对应的所有的输出作为该拟合目标在该图元上生成的表面信号，用设定的拟合基函数对该表面信号函数进行拟合得到拟合函数；

(1-3)生成拟合器，所述的拟合器用于根据当前像素点对应的图元的重心坐标，利用所述的拟合函数计算当前拟合目标在对应的图元上的取值，对应的细分图元为当前像素点在待渲染模型中所在的图元。

2.如权利要求1所述的基于表面信号拟合的着色器简化方法，其特征在于，所述的拟合目标的个数为原始像素着色中的变量与表达式的个数的20～100％。

3.如权利要求1所述的基于表面信号拟合的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(1)采用最小二乘法进行拟合，采用的拟合基函数为贝塞尔曲面函数。

4.如权利要求1所述的基于表面信号拟合的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(3)中通过如下步骤生成几何着色器：

(3-1)以原始顶点着色器的输出变量作为输入变量，以原始顶点着色器的输出变量，以及图元各个顶点的重心坐标和图元的索引号作为输出变量，初始化一个空的几何着色器；

(3-2)向步骤(1)得到的几何着色器添加主函数，所述的主函数用于将输入变量的值赋值给相应的输出变量，并对图元的各个顶点的重心坐标和图元的索引号进行赋值。

5.如权利要求1～4中任意一项权利要求所述的基于表面信号拟合的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(3)中得到简化着色器后还包括对得到简化着色器进行筛选：

利用原始着色器与各个简化着色器对待渲染模型进行渲染，根据渲染结果筛选得到若干个作为最终的简化着色器。

6.如权利要求5所述的基于表面信号拟合的着色器简化方法，其特征在于，所述的渲染结果包括渲染图像、渲染时间和渲染所需的显存空间，通过如下步骤筛选：

(a)将每一个渲染图像中所有像素点的颜色值按行或列排列成向量；

(b)计算各个简化着色器对应的向量与由原始着色器对应的向量之间的欧几里得距离，作为该简化着色器的渲染结果与原始着色器的渲染结果之间的渲染误差；

(c)根据所有简化着色器的渲染结果对应的渲染误差、渲染时间和渲染所需的显存空间，采用帕累托前端方法选择若干个简化着色器作为最优简化着色器。