一種圖形渲染方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)實施例公開了一種圖形渲染方法，包括以下步驟：獲取空間變換矩陣；對所述空間變換矩陣進(jìn)行操作；根據(jù)所述操作的結(jié)果進(jìn)行圖形渲染。空間變換矩陣具體包括：建模變換矩陣和視變換矩陣。通過本發(fā)明專利技術(shù)實施例公布的對空間變換矩陣的操作機(jī)制，不管攝像機(jī)或者觀察者的位置怎樣變化，渲染后輸出的圖像始終正對攝像機(jī)和觀察者的眼睛，完成了現(xiàn)有技術(shù)中不能完成的渲染效果。

A graphic rendering method

The embodiment of the invention discloses a graphics rendering method, which comprises the following steps: obtaining a spatial transformation matrix; operating the spatial transformation matrix; rendering the graphics according to the results of the operation. The space transformation matrix includes modeling transformation matrix and visual transformation matrix. Through the embodiment of the invention published on space transformation matrix operation mechanism, regardless of the camera or the position change, image rendering output always facing the camera and the eyes of the observer, completed in the prior art can not complete the rendering effect.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及多媒體
，特別是涉及。
技術(shù)介紹
隨著計算機(jī)圖形圖像技術(shù)和計算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)動畫和圖形 圖像處理廣泛應(yīng)用于軍事、娛樂、廣告、仿真、教育等領(lǐng)域。精彩的電影特 技，精美的產(chǎn)品模型設(shè)計，身臨其境的模擬訓(xùn)練器和逼真的游戲動畫，無不 體現(xiàn)著現(xiàn)代圖形圖像技術(shù)的強(qiáng)大能力。計算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展，為計算機(jī)圖 形圖像技術(shù)的發(fā)展提供了物質(zhì)保障，而計算機(jī)圖形圖像技術(shù)的發(fā)展，對計算 機(jī)硬件系統(tǒng)的要求越來越高，又促使計算機(jī)硬件系統(tǒng)不斷更新發(fā)展。圖形圖 像渲染引擎是圖形圖像處理系統(tǒng)的核心，每一個現(xiàn)代圖形圖像系統(tǒng)都需要與 之功能相適應(yīng)的引擎，提供其圖形圖像處理的技術(shù)基礎(chǔ)。圖形圖像應(yīng)用系統(tǒng) 通過渲染引擎把模型、動畫、光影、特效等所有效果計算出來并以圖像形式 顯示，圖像最終的輸出質(zhì)量由圖形圖像應(yīng)用系統(tǒng)直接決定。常見的渲染引擎，如OpenGL和Direct3D， 4吏用傳統(tǒng)的三維變^:渲染三 維圖形，將一個圖形生成圖像并顯示在屏幕上。如圖l所示，為現(xiàn)有技術(shù)中 圖形渲染方法流程圖，包括以下步驟步驟101,通過建模變換將物體空間中的圖形放置在世界空間中。 步驟102,通過視變換將世界空間中的圖形放置在眼空間中。 步驟103，通過投影變換將眼空間中的圖形放置在剪裁空間中。 步驟104,通過透視除法將剪裁空間中的圖形放置在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備空間中。 步驟105,通過視圖和深度范圍變換將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備空間中的圖形放置在 窗口空間中。上述步驟中，每個從一個空間到另一個空間的變換，都是一個矩陣的操 作。在工程中創(chuàng)建完一個圖形，該圖形會在物體空間中有一個物體空間坐標(biāo)。如果想把該圖形放置在世界空間中，就需要得到該圖形的世界空間坐標(biāo)。該 圖形的世界空間坐標(biāo)是通過該圖形的物體空間坐標(biāo)乘以 一個轉(zhuǎn)換矩陣得到 的，這個矩陣是物體空間坐標(biāo)經(jīng)過旋轉(zhuǎn)、縮放和平移的體現(xiàn)，稱為建模變換 矩陣。目前，對圖形在空間中的操控是在這一步完成的，也就是改變建模變 換的矩陣使圖形處于不同的空間位置。在通常情況下，攝像機(jī)或觀眾的眼睛是沿著世界空間坐標(biāo)的Z方向來觀 察圖形的，因此，被觀察的圖形正對攝像機(jī)或觀眾的眼睛。然而， 一旦改變 攝像機(jī)的位置或者觀察者的位置，即攝像機(jī)或觀眾的眼睛不再沿著世界空間 坐標(biāo)的Z方向來觀察圖形，被觀察的圖形將不再正對攝像機(jī)或觀眾的眼睛。 在某些應(yīng)用場景下，需要圖形始終正對著攝像機(jī)或觀眾的眼睛，顯然，現(xiàn)有 技術(shù)并不能滿足上述要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實施例提供，解決了圖形渲染中被渲染的圖形 不正對攝像機(jī)或觀眾的眼睛的問題。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)實施例一方面提出，包括以下步驟獲取空間變換矩陣； 對所述空間變換矩陣進(jìn)行操作； 根據(jù)所述操作的結(jié)果進(jìn)行圖形渲染。其中，空間變換矩陣具體包括建模變換矩陣和視變換矩陣。 所述對空間變換矩陣進(jìn)行操作，具體包括分別從所述建模變換矩陣和所述視變換矩陣中分解出所述建模變換矩陣 的旋轉(zhuǎn)矩陣和所述視變換矩陣的旋轉(zhuǎn)矩陣；計算所述建模變換矩陣的旋轉(zhuǎn)矩陣和所述視變換矩陣的旋轉(zhuǎn)矩陣的乘積；使用所述乘積作為新的建模變換矩陣的旋轉(zhuǎn)矩陣。 本專利技術(shù)實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點，因為采用了對空間變換矩陣的 操作機(jī)制，從而，不管攝像機(jī)或者觀察者的位置怎樣變化，渲染后輸出的圖爿像始終正對攝像機(jī)和觀察者的眼睛，完成了現(xiàn)有技術(shù)中不能完成的渲染效果。 附圖說明圖1為現(xiàn)有技術(shù)中圖形渲染方法流程圖2為本專利技術(shù)實施例中圖形渲染方法流程圖3為本專利技術(shù)實施中圖形渲染具體實現(xiàn)方式流程圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本專利技術(shù)的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述 如圖2所示，為本專利技術(shù)實施例中圖形渲染方法流程圖，包括以下步驟 步驟201，獲取空間變換矩陣。在圖形流水線中，圖形從一個空間到另一個空間變換，都是一個空間變 換矩陣操作的結(jié)果。空間變換矩陣包括建模變換矩陣、視變換矩陣和投影 變換矩陣，建模變換矩陣實現(xiàn)了圖形從物體空間到世界空間的變換，視變換 矩陣實現(xiàn)了圖形從世界空間到眼空間的變換，投影變換矩陣實現(xiàn)了圖形從眼 空間到剪裁空間的變換。步驟202，對空間變換矩陣進(jìn)行操作。對空間變換矩陣的操作包括對空間變換矩陣的分解、運算和賦值。這 些操作通常在進(jìn)行組合之后，才能達(dá)到操作的目的。 步驟203,根據(jù)操作的結(jié)果進(jìn)行圖形渲染。上述步驟的操作，可得到新的空間變換矩陣。通過這些新的空間變換 矩陣，可完成對圖形的渲染。在此之前，屏幕顯示還是基于原有的空間變換 矩陣的效果。如圖3所示，為本專利技術(shù)實施中圖形渲染具體實現(xiàn)方式流程圖，包括以 下步驟步驟301 ，通過建模變換矩陣將物體空間中的圖形放置在世界空間中。 將圖形在物體空間中的坐標(biāo)乘以建模變換矩陣，即得到圖形在世界空 間中的坐標(biāo)，圖形也被放置在世界空間中。5步驟302，通過視變換矩陣將世界空間中的圖形放置在眼空間中。 將圖形在世界空間中的坐標(biāo)乘以視變換矩陣，即得到圖形在眼空間中的坐標(biāo)，圖形也被放置在眼空間中。步驟303，通過投影變換矩陣將眼空間中的圖形放置在剪裁空間中。 將圖形在眼空間中的坐標(biāo)乘以投影變換矩陣，即得到圖形在剪裁空間中的坐標(biāo)，圖形也被放置在剪裁空間中。步驟304,通過透視除法將剪裁空間中的圖形放置在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備空間中。 剪裁空間的坐標(biāo)是齊次形式〈x,y,z,w〉的，使用透視除法，即用w除x、y、 z,便可得到圖形在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備空間中的坐標(biāo)，圖形也被放置在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備空間中。步驟305,通過視圖和深度范圍變換將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備空間中的圖形放置在 窗口空間中。取圖形的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備坐標(biāo)，進(jìn)行視圖和深度范圍變換后，得到圖形早窗 口空間中的坐標(biāo)，圖形被放置在窗口空間中，并以圖像的形式顯示輸出。 然而，輸出的圖像是否正對攝像機(jī)或觀察者的眼睛，依賴于攝像機(jī)或觀察 者的位置，即視變換矩陣。 一旦視變換矩陣分解后的旋轉(zhuǎn)矩陣不為單位陣， 輸出的圖像將不再正對攝像機(jī)或觀察者的眼睛。步驟306,從圖形流水線中獲取空間變換矩陣。獲取的空間變換矩陣包括建模變換矩陣、視變換矩陣和投影變換矩陣， 建模變換矩陣記為matModel，視變換矩陣記為matView，投影變換矩陣記為 matProj 。步驟307，分別從建模變換矩陣和視變換矩陣中分解出建模變換矩陣的 旋轉(zhuǎn)矩陣和視變換矩陣的旋轉(zhuǎn)矩陣。任何矩陣均可被分解為旋轉(zhuǎn)，縮放，平移三個矩陣，在獲取matModel和 matView之后，可從上述兩個矩陣中分解出各自的旋轉(zhuǎn)矩陣，分別記為 matModelRot和matViewRot。步驟308,計算建模變換矩陣的旋轉(zhuǎn)矩陣和視變換矩陣的旋轉(zhuǎn)矩陣的乘積。步驟309，使用上述乘積作為新的建模變換矩陣的旋轉(zhuǎn)矩陣。 matModelRot和matViewRot相乘后，得到 一個新的值，該值可作為新的 建模變換矩陣的旋轉(zhuǎn)矩陣，進(jìn)行空間變換。步驟310,通過新的建模變換矩陣將物體空間中的圖形放置在世界空間中。將圖形在物體空間中的坐標(biāo)乘以新的建模變換矩陣，即改變了建模變換矩陣，圖形在世界空間中的坐標(biāo)也隨之改變。步驟311,通過視變換矩陣將世界空間中的圖形放置在眼空間中。 步驟312,通過投影變換矩陣將眼空間中的圖形放置在剪裁空間中。 步驟313，通過透視除法將剪裁空間中的圖形放置在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備空間中。 步驟314，通過視圖和深度范圍變換將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備空間中的圖形放置在窗口空間中。隨著建模變換矩陣本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種圖形渲染方法，其特征在于，包括以下步驟：　獲取空間變換矩陣；　對所述空間變換矩陣進(jìn)行操作；　根據(jù)所述操作的結(jié)果進(jìn)行圖形渲染。

【技術(shù)特征摘要】
1、一種圖形渲染方法，其特征在于，包括以下步驟獲取空間變換矩陣；對所述空間變換矩陣進(jìn)行操作；根據(jù)所述操作的結(jié)果進(jìn)行圖形渲染。2、 如權(quán)利要求1所述圖形渲染方法，其特征在于，所述空間變換矩陣， 具體包括建模變換矩陣和視變換矩陣。3、 如權(quán)利要求2所述圖形渲染方法，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蔡歡，
申請(專利權(quán))人：新奧特北京視頻技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]