[发明专利]一种3D渲染方法、装置及引擎

说明书

本发明公开了一种基于DirectX Effect系统的3D渲染方法，包括步骤：S1、在调用DrawCall对当前画面的物体进行渲染时，根据预置的映射表获取3D引擎内存中的所述物体的参数值所对应的shader参数索引值；其中，所述映射表中记录有DirectX Effect系统的Effect参数名与shader参数索引值的映射关系，且所述3D引擎内存中的每一物体的参数值设有对应的Effect参数名；S2、将所述3D引擎内存中的所述物体的参数值拷贝到所述shader参数索引值所对应的驱动内存中。本发明还公开了一种基于DirectX Effect系统的3D渲染装置及3D游戏引擎。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种基于DirectX Effect系统的3D渲染方法、装置以及3D游戏引擎。

背景技术

3D引擎需要有各种渲染效果(Effect)，比如方向光、点光、阴影等等这些基础效果，又比如中毒、冰冻、隐身这些游戏中特殊渲染效果。

实现渲染效果的最底层技术就是Shader，这是一种直接运行在显卡GPU上的程序，一般效果都会由顶点Shader与像素Shader组成，负责整个渲染流程的不同功能。

Shader的输入包括顶点、贴图与参数，当Shader程序确定功能之后，用户改变这些输入就可以显示出不同的画面表现。顶点决定渲染物体的形状，贴图决定渲染物体的基本颜色与纹理，参数则最终决定各种特殊效果的具体表现，比如方向光效果的方向参数决定物体的明暗面朝向、隐身效果的Alpha参数决定了物体透明的程度。

游戏画面每一次渲染即为一次GPU DrawCall。每一次DrawCall对应着一个Effect、一套Shader，还对应着渲染物体的顶点、贴图、参数。DrawCall是GPU进行渲染的最基础调用。一帧3D画面的DrawCall数量与画面中的物体数量成正比，简单的物体只有一次DrawCall，复杂的物体可能有多次DrawCall。

3D引擎可能有非常多的渲染效果，这么多的效果不可能都写在引擎代码里，因此Effect的描述需要在引擎之外去定义。引擎提供一个基础的框架系统，支持用户去扩展各种渲染效果。

Effect系统是底层Shader与各种输入数据之间的桥梁，Effect系统定义了Effect文件。Effect文件是一种用户可阅读和修改的描述文本，它要描述Shader代码本身，它要定义顶点的格式，它要定义这个效果需要多少贴图，最后还要描述各种Shader参数的定义，一般的Effect都会带有几个到几十个参数。而Effect系统具体的主要功能有两个：1)在引擎加载模块中解释Effect文件中各种输入数据的定义，2)在引擎渲染模块中高效的把各种渲染输入数据传递到底层的Shader。

现有3D引擎的Effect系统，一般有两种实现选择：

1)直接使用DirectX(Direct eXtension，简称DX)的Effect系统，这是微软在DirectX中已经实现的一套Effect系统。优点是此系统直接可用且Effect文件格式比较通用，缺点就是无源码，不够灵活，性能方向只能说勉强够用，真的要做极限的优化还有一段距离。这种方案在很多游戏公司自研端游引擎中比较常见。

2)自己实现一套Effect系统。由于微软DirectX不是跨平台的，因此当3D引擎有跨平台的需求时，引擎开发者会自己实现一套Effect系统。这个方案的优点当然就是灵活、有需要可以自行修改，缺点是开发成本比较大，因为Effect文件是一种比较复杂的描述文本，基本就是一套简化的编程语言，解释难度比较大。

发明内容