[发明专利]图形渲染的预处理方法及系统

说明书

本公开涉及一种图形渲染的预处理方法和系统，所述方法包括：步骤1、进行模型物体的法线贴图绘制；步骤2、绘制场景的固定环境反射模拟贴图；步骤3、建立灯光环境信息和模型物体的UV纹理信息，并根据灯光信息和UV纹理信息进行烘焙，得到光照贴图；步骤4、绘制模型物体的漫反射贴图，其包含R、G、B、A四个通道；步骤5、在所述漫反射贴图中融入菲涅尔信息和光泽度信息，形成最终的漫反射采样数据；步骤6、根据最终的漫反射采样数据和步骤1中的法线贴图，生成材质球，并将所述材质球和所述光照贴图输出作为客户端的渲染资源。本发明在保留法线细节、质感光影效果的同时，通过算法和逻辑的优化，客户端整体资源占用量减少。

技术领域

本公开本涉及渲染处理技术领域，更具体地，涉及一种图形渲染的预处 理方法及系统。

背景技术

现有3D次世代手机游戏的场景图形渲染的预处理，常规做法是基于实 时光照来在客户端进行渲染，通过Diffuse(漫反射)、Specular(高光)、Normal (法线)三种贴图采样渲染实现，用来还原真实的模型细节、光影以及材质 质感表现。客户端实时渲染的目的是尽量展现逼真的效果。

法线细节、高光质感以及基于高光下的环境反射效果是次世代图形渲染 的预处理的重要特征，画面效果远远优于传统场景烘培制作效果。另一方面， 目前的技术方案离不开实时光照，通常游戏场景中至少会保留一盏实时灯光， 否则，所有次世代效果将丢失。

由上可见，实时灯光会产生巨大的客户端性能损耗，因为所需要渲染的 环境每帧都会发生改变，所以每帧都需要计算阴影、光照及环境光遮挡等信 息，这一过程需要占用客户端的大量硬件资源。较多游戏因为性能压力放弃 了次世代游戏的研发，用传统手绘漫反射贴图通过场景光照烘培方案制作， 放弃了华丽的光影效果。

鉴于上述问题，离线渲染技术应运而生。它利用预先生成好的数据，当 客户端渲染所指定的环境和模型时，不需要实时渲染着色流程，而是动态加 载那些预处理数据，并显示出来。

下面，对现有技术中的用于非实时光照渲染的离线预处理方法进行举例 说明。

现有的一种采用简单贴图烘培方式进行离线渲染的方法包括以下步骤：

1、Diffuse贴图绘制，贴图包含R、G、B三种通道，控制3D物体的颜 色信息；

2、建立灯光，制作出游戏最终需要呈现出的灯光效果；

3、为模型建立第二套UV；

4、烘培Lightmap(光照贴图)，将之前建立好的灯光效果(阴影，颜色) 做成Lightmap贴图。

在上述方法中，场景烘培在材质渲染上只用到了Diffuse通道采样，最终 渲染效果与绘制在Diffuse贴图上的细节、质感一样。光影通过烘培的方式叠 加在模型上。利用Lightmap烘培的方式避免了客户端进行实时光照的性能损 耗，提高了客户端的处理效率，但模型细节丢失，光影质感不会随环境，角 度的变化而改变，牺牲了游戏的表现效果。

作为比对，对现有技术中的用于实时光照渲染的离线预处理方法进行举 例说明。

现有的一种用于实时光照渲染的离线预处理方法包括以下步骤：

1、Diffuse贴图绘制，贴图包含R、G、B三种通道，控制3D物体的颜 色信息

2、Specular贴图绘制，贴图包含R、G、B三种通道，控制3D物体的高 光信息

3、Normal贴图绘制，贴图包含R、G、B三种通道，控制3D物体的法 线信息

4、创建Light灯光信息；

5、创建Reflection反射信息，创建Reflection反射贴图。