[发明专利]一种基于曲面细分的着色器简化方法、装置及图形渲染方法

权利要求书

1.一种基于曲面细分的着色器简化方法，待简化的原始着色器包括顶点着色器和像素着色器，其特征在于，包括：

(1)设定若干组细分参数，针对每一组细分参数生成一个对应的细分着色器，并根据顶点着色器生成修正顶点着色器；

(2)从像素着色器的函数中选择若干个变量或表达式作为移动目标，根据各个移动目标对应的程序点提取与计算当前移动目标相关的语句作为对应的目标片段；

(3)针对任意一个目标片段和任意一个细分着色器，将当前目标片段从像素着色器中移动至当前细分着色器中，并利用所述的修正顶点着色器，以及移动后的像素着色和细分着色器，更新原始顶点着色器得到相应的修正着色器，并作为简化着色器，遍历所有的目标片段和细分着色器。

2.如权利要求1所述的基于曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，针对任意一组细分参数，对于DirectX，所述的细分着色器包括外壳着色器和域着色器，通过如下步骤生成细分着色器：

(a1)以顶点着色器的输出变量作为输入变量与输出变量，初始化一个空的外壳着色器；

(a2)设置外壳着色器的细分参数为当前组细分参数；

(a3)向空的外壳着色器中添加主函数，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，

(a4)以外壳着色器的输出变量作为输入变量，顶点着色器的输出变量作为输出变量初始化一个域着色器；

(a5)向步骤(a4)中得到的域着色器添加主函数，所述的主函数用于将输入变量赋值给相应的输出变量；

(a6)将原始顶点着色器的主函数插入到域着色器的主函数中；

对于OpenGL，所述的细分着色器包括细分评估着色器和细分控制着色器，通过步骤(a1)和(a6)生成，所不同的是生成是细分评估着色器和细分控制着色器。

3.如权利要求1所述的基于曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(1)中通过如下步生成的修正顶点着色器：

(1-1)初始化一个输入变量与输出变量分别与原始顶点着色器相同的顶点着色器作为修正顶点着色器；

(1-2)向初始化得到的顶点着色器添加主函数，所述的主函数用于将主函数的输入变量的值赋值给主函数的输出变量。

4.如权利要求3所述的基于曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(2)中移动目标的个数为像素着色器的函数中变量或表达式个数的20％～100％。

5.如权利要求4所述的基于曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(3)通过以下方法将目标片段移动到细分着色器中：

(a)删除像素着色器中位于目标片段中、且在对应的程序点后不被使用的语句；

(b)将当前目标片段合并到细分着色器中与像素着色器相邻的着色器中，包括如下步骤：

(3-1)将当前目标片段的输出变量合并到细分着色器中与像素着色器相邻的着色器中，对于DirectX，细分着色器中与像素着色器相邻的着色器为域着色器，对于OpenGL，细分着色器中与像素着色器相邻的着色器为细分控制着色器；

(3-2)针对当前目标片段的每一个输入变量，确定像素着色器中当前目标片段对应的程序点之后该输入变量是否被使用，如果未被使用，则在相邻的着色器中删除变量名与该输入变量相同的输出变量，并将相邻的着色器中该输入变量定义为局部变量；

(3-3)将当前目标片段插入到相邻的着色器中主函数结束前的最后一个程序点之后。

6.如权利要求5所述的基于曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，针对当前目标片段中的每一个输出变量，进行如下操作：

当相邻的着色器不存在变量名与该输出变量相同的输出变量时，则将该输出变量添加至相邻的着色器；

当相邻的着色器中存在变量名与该输出变量相同，但数据类型不同的输出变量时，改变当前目标片段中该输出变量的变量名，并将修改后的输出变量添加至相邻的着色器中；

否则，不操作。

7.如权利要求1～6中任意一项权利要求所述的基于曲面细分的着色器简化方法，其特征在于，所述步骤(3)中得到简化后的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优的简化着色器。