【技術實現步驟摘要】
本申請涉及三維模型渲染的，尤其是涉及一種基于glsl著色器的圖形渲染方法及系統。
技術介紹
1、在三維模型渲染
，opengl（open?graphics?library）作為一個開源且跨平臺的圖形庫，廣泛應用于2d和3d圖形的渲染。它提供了一套用于操作圖形硬件的api，支持創建、渲染和交互式分析復雜的三維數據集。opengl通過圖形管線處理圖形數據的轉換和渲染，包括頂點著色器、片段著色器等組件，opengl不僅具備強大的可視化功能，還支持圖像處理和有限元分析，以及標量、矢量、張量的重建。然而，在利用opengl進行復雜三維模型的可視化和動態渲染時，仍存在一些技術挑戰。
2、申請公布日為2024年10月25日，申請公布號為cn118840462a的中國專利技術專利，提供了一種基于opengl的三維模型動態渲染方法及系統，該專利設計了三維模型可視化算法，三維模型可視化算法包括vao、vbo、ebo的創建，vao的綁定，索引數據讀取與線段連接，多面體渲染實現；設計三維模型動態渲染算法，三維模型動態渲染算法包括rgb數據的篩選與部分渲染、線程同步算法、定時器與回調函數算法。該申請在動態渲染過程中，將渲染操作和交互操作存放在不同的線程中，但是只有當一個線程被釋放以后，才會執行下一個線程，渲染耗時較長且效率偏低。
技術實現思路
1、為了提高渲染效率，縮短渲染時長，本申請提供了一種基于glsl著色器的圖形渲染方法及系統。
2、第一方面，本申請提供了一種基于glsl
3、一種基于glsl著色器的圖形渲染方法，所述渲染方法采用在gpu中運行的glsl著色器，所述glsl著色器包括：頂點著色器和片元著色器，所述渲染方法包括以下步驟：
4、模型加載：加載待渲染的3d模型；
5、圖元裝配：在gpu的vbo中提取3d模型的控制點的數據，基于控制點的數據生成第一幾何圖元，提取第一幾何圖元中的頂點數據，生成頂點數據的索引數組；
6、存儲頂點數據：創建ebo，將所述索引數組依次存儲在ebo中；
7、著色：包括第一處理、裁剪、光柵化和第二處理；
8、第一處理：頂點著色器根據索引數組依次處理頂點數據，獲得每個頂點的位置和插值數據；
9、裁剪：基于每個頂點的位置，將當前視角下的頂點數據轉換至裁剪平面，獲得關鍵點數據，基于關鍵點數據生成第二幾何圖元；
10、光柵化：將第二幾何圖元轉換為像素級別的片元；
11、第二處理：片元著色器根據所述插值數據計算每個片元的顏色數據；
12、渲染圖像：gpu將所述顏色數據渲染至幀緩沖區，生成輸出圖像。
13、通過采用上述技術方案，本申請從3d模型的vbo（頂點緩沖對象）中提取控制點的數據，并基于這些數據生成第一幾何圖元（如三角形、線等），之后提取這些第一幾何圖元中的頂點數據，確定渲染的對象。本申請還創建了ebo（元素緩沖對象），將頂點數據的索引數組依次存儲在ebo中，有助于在渲染過程中高效地訪問和處理頂點數據，通過索引數組，可以重用頂點數據，減少了內存的占用，提高了渲染效率。本申請將當前視角下的頂點數據轉換至裁剪平面，獲得當前視角下的關鍵點數據，并基于這些關鍵點數據生成第二幾何圖元，使得只有視錐體內的幾何圖元才會被渲染，減少了計算資源的消耗，進一步提高了渲染效率。glsl著色器利用gpu的并行計算能力，可以高效地處理大量的圖形數據，進一步減少渲染過程中的計算量，提高了渲染效率。
14、可選地，在執行存儲頂點數據的步驟之后，執行著色的步驟之前還包括：
15、第一計算：計算每個第一幾何圖元的重心，記為第一重心，將所有的第一重心整合為第一重心集合；計算由任意三個不共線控制點所構成的三角形的重心，記為第二重心，將所有的第二重心整合為第二重心集合；
16、遍歷重心：遍歷所有的第一重心，獲得與第二重心重合的第一重心，記為第三重心；
17、確定索引數組：將第三重心所在的第一幾何圖元的頂點的索引數組作為ebo中的一級索引數組，將剩余的第一重心所在的第一幾何圖元的頂點的索引數組作為ebo中的二級索引數組。
18、通過采用上述技術方案，本申請計算了所有第一幾何圖元的重心（第一重心）以及任意三個不共線控制點構成的三角形的重心（第二重心），之后獲取重合的第一重心和第二重心，將第一重心記為第三重心，之后將第三重心所在的第一幾何圖元的頂點的索引數組作為一級索引數組，有助于提升渲染的準確性和效率，因為重要的視覺特征往往集中在第一幾何圖元的中心區域，通過將這些頂點的索引數組作為一級索引數組，還可以進一步減少渲染過程中的內存訪問和計算開銷。本申請還將剩余的頂點的索引數組歸為二級索引數組，通過設定索引數組的級別，能夠更好地控制渲染過程中的資源分配和優先級管理，有助于在有限的計算資源下實現更高質量的圖形渲染效果，從而滿足用戶對圖形應用性能和視覺體驗的雙重需求。
19、可選地，在執行遍歷重心的步驟之后，執行確定索引數組的步驟之前，還包括：
20、第一統計：統計第三重心的數量，記為第一數據；
21、第一判斷：判斷第一數據是否小于一，若是，則執行圖元裝配的步驟；若否，則執行確定索引數組的步驟。
22、通過采用上述技術方案，本申請首先統計了第三重心的數量，如果沒有第三重心（數量為零），則執行圖元裝配的步驟，重新劃分第一幾何圖元。如果存在第三重心，則執行確定索引數據的步驟，設定索引數組的級別，使得最重要的幾何圖元能夠在后續的著色步驟中得到優先處理。
23、可選地，在執行著色的步驟之后，執行渲染圖像的步驟之前，還包括：
24、初始化：將第i個片元的顏色數據分配至第一渲染線程；
25、第二計算：計算第i個片元的顏色數據的平均值，記為第一平均值；計算第i+1個片元的顏色數據的平均值，記為第二平均值，計算第一平均值與第二平均值的相似度，記為第二數據；
26、第二判斷：判斷第二數據是否大于預設閾值，若是，則執行片元替換的步驟；若否，則執行第一分配的步驟；
27、片元替換：將第i+1個片元作為新的第i個片元，并執行初始化的步驟；
28、第一分配：將存儲在第一渲染線程的顏色數據發送至gpu；
29、線程替換：將第i+1個片元的顏色數據存儲在第二渲染線程中，并將第二渲染線程作為新的第一渲染線程，將第i+1個片元作為新的第i個片元，并執行第二計算的步驟。
30、通過采用上述技術方案，本申請分別計算了第i個和第i+1個片元的顏色數據的平均值，有助于了解相鄰片元之間的顏色差異或相似性，通過計算兩個平均值的相似度，并且將相似度與預設閾值進行了比較，若相似度大于預設閾值，則表明兩個片元的顏色差異較小，繼續計算其他片元與這部分片元的相似度，并且將相似度大于預設閾值的片元存儲在同一個渲染線程（本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于GLSL著色器的圖形渲染方法，所述渲染方法采用在GPU中運行的GLSL著色器，所述GLSL著色器包括：頂點著色器和片元著色器，其特征在于，所述渲染方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于GLSL著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行存儲頂點數據的步驟之后，執行著色的步驟之前還包括：
3.根據權利要求2所述的基于GLSL著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行遍歷重心的步驟之后，執行確定索引數組的步驟之前，還包括：
4.根據權利要求1-3任一項所述的基于GLSL著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行著色的步驟之后，執行渲染圖像的步驟之前，還包括：
5.根據權利要求4所述的基于GLSL著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行第二判斷的步驟之后，執行第一分配的步驟之前，還包括：
6.根據權利要求5所述的基于GLSL著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行第二分配的步驟之后，執行第三分配的步驟之前，還包括：
7.根據權利要求1-3任一項所述的基于GLSL著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行光柵化的
8.根據權利要求7所述的基于GLSL著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行渲染圖像的步驟之后，還包括：
9.根據權利要求8所述的基于GLSL著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行透明渲染的步驟之后，執行圖像合并的步驟之前，還包括：
10.一種基于GLSL著色器的圖形渲染系統，所述渲染系統采用了在GPU中運行的GLSL著色器，所述GLSL著色器包括：頂點著色器和片元著色器，其特征在于，所述渲染系統用于實現權利要求1-9任一項所述的渲染方法，所述渲染系統還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于glsl著色器的圖形渲染方法，所述渲染方法采用在gpu中運行的glsl著色器，所述glsl著色器包括：頂點著色器和片元著色器，其特征在于，所述渲染方法包括：
2.根據權利要求1所述的基于glsl著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行存儲頂點數據的步驟之后，執行著色的步驟之前還包括：
3.根據權利要求2所述的基于glsl著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行遍歷重心的步驟之后，執行確定索引數組的步驟之前，還包括：
4.根據權利要求1-3任一項所述的基于glsl著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行著色的步驟之后，執行渲染圖像的步驟之前，還包括：
5.根據權利要求4所述的基于glsl著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行第二判斷的步驟之后，執行第一分配的步驟之前，還包括：
6.根據權利要求5所述的基于glsl著色器的圖形渲染方法，其特征在于，在執行第二...
【專利技術屬性】
技術研發人員：譚衛星，陳守偉，王芬芬，孔令全，趙婷，劉洋，高超，
申請(專利權)人：山東智和創信息技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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