本發(fā)明涉及一種優(yōu)化繪制天空的方法，屬于計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在3D游戲開發(fā)過(guò)程中需要繪制天空。以前天空繪制是用一個(gè)立方體紋理圖畫到球形網(wǎng)格上的方式繪制的，這個(gè)時(shí)候球形網(wǎng)格的頂點(diǎn)數(shù)量非常多，需要建立非常多的三角形才能達(dá)到繪制，從而導(dǎo)致頂點(diǎn)緩沖區(qū)（buffer）和索引buffer占用較大，也就是中央處理器（CPU）的內(nèi)存占用和圖形處理器（GPU）的顯存占用較大的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種優(yōu)化繪制天空的方法，只需要一個(gè)三角形網(wǎng)格就能把天空給繪制出來(lái)，能保持原來(lái)的繪制效果同時(shí)也優(yōu)化了性能，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的天空繪制。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括一種優(yōu)化繪制天空的方法，其特征在于，該方法包括：A.在視圖坐標(biāo)系構(gòu)建一個(gè)三角形并計(jì)算三角形的每個(gè)坐標(biāo)值；B.創(chuàng)建頂點(diǎn)緩沖和索引緩沖并傳入顯卡裝置，進(jìn)一步通過(guò)著色器反投影計(jì)算三角形每個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)的世界坐標(biāo)值；C.傳入立方體紋理圖并對(duì)三角形的頂點(diǎn)進(jìn)行采樣，得到多個(gè)像素值，進(jìn)一步調(diào)用多媒體編程接口繪制出天空盒。

根據(jù)所述的優(yōu)化繪制天空的方法，其中步驟A還包括：S21，在視圖坐標(biāo)系構(gòu)建一個(gè)自定義的三角形；S22，確認(rèn)三角形的內(nèi)切正方形，其中，內(nèi)切正方形為虛擬攝像機(jī)視口；S23，通過(guò)虛擬攝像視口進(jìn)一步計(jì)算出三角形的每個(gè)坐標(biāo)值。

根據(jù)所述的優(yōu)化繪制天空的方法，其中步驟S22還包括：其中的虛擬攝像機(jī)視口是通過(guò)調(diào)用多媒體編程接口及圖形學(xué)原理進(jìn)行確認(rèn)。

根據(jù)所述的優(yōu)化繪制天空的方法，其中步驟B還包括：創(chuàng)建頂點(diǎn)緩沖和索引緩沖傳入顯卡中時(shí)，使用著色器將每個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)反投影成世界坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。

根據(jù)所述的優(yōu)化繪制天空的方法，其中步驟C還包括：通過(guò)世界坐標(biāo)系的三角形坐標(biāo)值來(lái)確定在立方體紋理圖中用到的采樣值，所述采樣值用于采樣立方體紋理圖的像素。

根據(jù)所述的優(yōu)化繪制天空的方法，其中步驟C還包括：在繪制過(guò)程中，根據(jù)視圖坐標(biāo)系的三角形頂點(diǎn)放出一條射線，獲取每個(gè)頂點(diǎn)世界坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，以及，通過(guò)立方體紋理圖圖采樣出的像素值，通過(guò)光柵化輸出到繪制屏幕，進(jìn)而依次旋轉(zhuǎn)虛擬攝像機(jī)，重新放出射線，循環(huán)執(zhí)行上述過(guò)程直至完成天空的繪制。

本發(fā)明的有益效果為：提高天空繪制速度，有效減少頂點(diǎn)數(shù)量和著色器的計(jì)算量，保持畫面流暢。

附圖說(shuō)明

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的繪制方法的流程圖；

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的三角形坐標(biāo)過(guò)程；

圖3所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反投影采樣過(guò)程。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明的優(yōu)化繪制天空的方法適用于游戲中的天空繪制。

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的繪制方法的流程圖。繪制之前，代碼程序確定三角形每個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)值，因?yàn)樗窃谝晥D坐標(biāo)系的視口坐標(biāo)，攝像機(jī)改變的時(shí)候，這些數(shù)據(jù)是不會(huì)發(fā)生變化的。繪制過(guò)程中，需要先把在顯存中的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行反投影計(jì)算，得出每個(gè)頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的世界坐標(biāo)，再采樣出紋理顏色值，然后進(jìn)行繪制。由此，執(zhí)行上述方法的客戶端可以保持天空的效果，同時(shí)還能減少繪制數(shù)量。

根據(jù)三角形的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，就只需要繪制一個(gè)三角形，就繪制一次，而不是一個(gè)天空網(wǎng)格，如果是天空網(wǎng)格，它有8個(gè)頂點(diǎn)，相應(yīng)的紋理坐標(biāo)也需要8個(gè)，數(shù)據(jù)量就多了好幾倍，內(nèi)存占用和顯存占用也多了好幾倍，資源消耗較大，所以三角形的天空繪制就達(dá)到了優(yōu)化效果。

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的三角形坐標(biāo)過(guò)程。在確定三角形坐標(biāo)過(guò)程中，需要明白Viewport的中心坐標(biāo)和長(zhǎng)寬，中心坐標(biāo)為（0,0），長(zhǎng)和寬為2，即左下角坐標(biāo)為（-1,-1），右上角坐標(biāo)為（1,1,），從而確定三角形每個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（-1,3）（-1,-1）（3,-1）。確定坐標(biāo)之后就是建立頂點(diǎn)緩沖和索引緩沖，傳入顯卡中進(jìn)行著色器計(jì)算，這個(gè)時(shí)候每個(gè)坐標(biāo)都需要進(jìn)行反投影計(jì)算，因?yàn)槊總€(gè)坐標(biāo)是視口坐標(biāo)，所以計(jì)算的時(shí)候需要乘以世界矩陣的逆矩陣，得到世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)，然后在像素著色器中坐標(biāo)值跟天空紋理圖進(jìn)行采樣，天空紋理圖是一個(gè)三維紋理，就會(huì)得到一個(gè)紋理顏色值，天空的效果就可以畫出來(lái)。

圖3所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的反投影采樣過(guò)程。主要涉及確定三角形坐標(biāo)過(guò)程與反投影采樣過(guò)程。確定三角形坐標(biāo)過(guò)程即根據(jù)三角形的內(nèi)切正方形剛好是窗口視口坐標(biāo)（Viewport）的原則來(lái)確定每個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)值。反投影采樣過(guò)程即在顯卡中用著色器把每個(gè)三角形頂點(diǎn)坐標(biāo)做反投影計(jì)算，得到這個(gè)坐標(biāo)反投射出來(lái)的世界坐標(biāo)，再根據(jù)這個(gè)世界坐標(biāo)和天空紋理進(jìn)行采樣，得到紋理顏色值來(lái)繪制天空效果。

以上所述，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，只要其以相同的手段達(dá)到本發(fā)明的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)其技術(shù)方案和/或?qū)嵤┓绞娇梢杂懈鞣N不同的修改和變化。