CN109118572A - Simt 顶点和像素染色基本程序生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SIMT顶点和像素染色基本程序生产方法，它涉及顶点染色和像素染色技术领域。包括顶点染色和像素染色两部分，所述的顶点染色部分主要处理顶点的视图变换、光照处理、数据下发；所述的像素染色包含对纹理贴图、雾的处理，以及染色后结果输出。本发明能够实现顶点染色和像素染色的汇编程序，使得后期维护开发人员以及测试人员了解SIMT顶点和像素处理过程。
Description
技术领域
本发明涉及的是顶点染色和像素染色技术领域，具体涉及一种SIMT 顶点和像素染色基本程序生产方法。
背景技术
为了使得后期维护开发人员以及测试人员了解SIMT 顶点和像素处理过程。需根据CVG919中GCU处理器的指令集，按照OpenGL2.0功能定义进行编写的，实现顶点染色和像素染色的汇编程序。综上所述，本发明设计了一种SIMT 顶点和像素染色基本程序生产方法。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种SIMT 顶点和像素染色基本程序生产方法，能够实现顶点染色和像素染色的汇编程序，使得后期维护开发人员以及测试人员了解SIMT 顶点和像素处理过程。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：SIMT 顶点和像素染色基本程序生产方法，包括顶点染色和像素染色两部分，所述的顶点染色部分主要处理顶点的视图变换、光照处理、数据下发；包括以下流程：
1、视图变换：
视图变换具体过程是获取顶点坐标（x，y，z，w），然后依次和视图矩阵、投影矩阵相乘获得新的坐标信息（x2，y2，z2，w2）；
2、光照处理：计算光照对顶点颜色的影响，如无影响则使用顶点本身属性颜色值。使能光照之后，光照计算公式如下：
1. 顶点颜色 = 顶点处的材料发射光 + 全局环境光 ＋ 经过适当衰减的来自所有光源的环境、散射和镜面光成分
2. 8个光源都会对顶点的颜色做贡献，这些叠加在一起.每个光源所做出的贡献计算公式如下：
每个光源的贡献 = 衰减因子 × 聚光灯效果 ×（环境光成分 + 散射光成分 + 镜面成分）
上述计算结果加起来，就是当前顶点光照之后颜色值。
3、顶点结果输出：按照染色后的顶点数据组织方式，进行数据写入。至少包含边界边、顶点的坐标和顶点的颜色。
所述的像素染色包含对纹理贴图、雾的处理，以及染色后结果输出。具体包括以下步骤：
1、纹理贴图处理：
根据纹理坐标（s,t,r,q）以及纹理数据进行计算得出当前位置颜色值；
2、雾处理：
雾根据雾的混合因子把雾颜色与源片断的颜色进行混合。
雾因子根据不同模式对应的雾化方程式进行计算。三种模式的实现方式如下：
线性模式（GL_LINEAR）：
雾因子=（雾结束位置–雾坐标z）/（雾结束位置–雾开始位置）
指数模式（GL_EXP）：
雾因子= exp（ - 雾浓度 * 雾坐标z）
指数平方模式（GL_EXP2）
雾因子= exp（ - （雾浓度 * 雾坐标z）2）
雾坐标z
默认情况下，z是根据观察点和嫖断的距离产生的，但是在设置雾坐标的时候，雾坐标为设置的值。
RGBA模式下雾计算公式
最终颜色 = 雾因子*像素颜色+ （1 – 雾因子）* 雾的颜色
3、像素染色结果输出：
处理完纹理和雾之后，需要对计算结果进行格式化写入。
本发明的有益效果：能够实现顶点染色和像素染色的汇编程序，使得后期维护开发人员以及测试人员了解SIMT 顶点和像素处理过程。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的总体框图；
图2为本发明的顶点染色部分流程图；
图3为本发明的视图变换流程图；
图4为本发明的光照流程图；
图5为本发明的顶点结果输出流程图；
图6为本发明的纹理贴图流程图；
图7为本发明的雾处理流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：SIMT 顶点和像素染色基本程序生产方法，包括顶点染色和像素染色两部分，所述的顶点染色部分主要处理顶点的视图变换、光照处理、数据下发；如图2所示，包括以下流程：
1、视图变换：
视图变换具体过程是获取顶点坐标（x，y，z，w），然后依次和视图矩阵、投影矩阵相乘获得新的坐标信息（x2，y2，z2，w2）；视图变换流程如图3所示；
2、光照处理：计算光照对顶点颜色的影响，如无影响则使用顶点本身属性颜色值。使能光照之后，光照计算公式如下：
1. 顶点颜色 = 顶点处的材料发射光 + 全局环境光 ＋ 经过适当衰减的来自所有光源的环境、散射和镜面光成分
2. 8个光源都会对顶点的颜色做贡献，这些叠加在一起.每个光源所做出的贡献计算公式如下：
每个光源的贡献 = 衰减因子 × 聚光灯效果 ×（环境光成分 + 散射光成分 + 镜面成分）
上述计算结果加起来，就是当前顶点光照之后颜色值。其光照处理流程图如图4所示。
3、顶点结果输出：按照染色后的顶点数据组织方式，进行数据写入。至少包含边界边、顶点的坐标和顶点的颜色。
| VERT_RESULT_EDGE | 0x0 |
| VERT_RESULT_HPOS | 0x1 |
| VERT_RESULT_COL0 | 0x2 |
| VERT_RESULT_COL1 | 0x3 |
| VERT_RESULT_FOGC | 0x4 |
| VERT_RESULT_TEX0 | 0x5 |
其顶点结果输出流程如图5所示。
所述的像素染色包含对纹理贴图、雾的处理，以及染色后结果输出。其流程图如图6所示，具体包括以下步骤：
1、纹理贴图处理：
根据纹理坐标（s,t,r,q）以及纹理数据进行计算得出当前位置颜色值；
2、雾处理：
雾根据雾的混合因子把雾颜色与源片断的颜色进行混合。其流程图如图7所示。
雾因子根据不同模式对应的雾化方程式进行计算。三种模式的实现方式如下：
线性模式（GL_LINEAR）：
雾因子=（雾结束位置–雾坐标z）/（雾结束位置–雾开始位置）
指数模式（GL_EXP）：
雾因子= exp（ - 雾浓度 * 雾坐标z）
指数平方模式（GL_EXP2）：
雾因子= exp（ - （雾浓度 * 雾坐标z）2）
雾坐标z
默认情况下，z是根据观察点和嫖断的距离产生的，但是在设置雾坐标的时候，雾坐标为设置的值。
RGBA模式下雾计算公式：
最终颜色 = 雾因子*像素颜色 + （1 – 雾因子）* 雾的颜色
3、像素染色结果输出：
处理完纹理和雾之后，需要对计算结果进行格式化写入。
本具体实施方式的实现方式： 染色后片断数据包含，
| 顶点坐标（x，y） | 每位用16位表示 |
| 深度 （z） | 每位用32位表示 |
| 正反面（front_facing） | 每位用1位表示 |
| 颜色（a,b,g,r） | 每位用8位表示 |
使用移位将获得的顶点坐标xy,移位操作之后变为32位数yx，然后对获取的颜色值(rgba)值进行移位拼接获得32位数abgr。获得front facing 值ff。格式化写入为依次在0x610写入yx，z，abgr，ff。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (2)
1.SIMT 顶点和像素染色基本程序生产方法，其特征在于，包括顶点染色和像素染色两部分，所述的顶点染色部分主要处理顶点的视图变换、光照处理、数据下发；包括以下流程：
(1)、视图变换：
视图变换具体过程是获取顶点坐标（x，y，z，w），然后依次和视图矩阵、投影矩阵相乘获得新的坐标信息（x2，y2，z2，w2）；
(2)、光照处理：计算光照对顶点颜色的影响，如无影响则使用顶点本身属性颜色值，使能光照之后，光照计算公式如下：
顶点颜色 = 顶点处的材料发射光 + 全局环境光 ＋ 经过适当衰减的来自所有光源的环境、散射和镜面光成分；
8个光源都会对顶点的颜色做贡献，这些叠加在一起.每个光源所做出的贡献计算公式如下：
每个光源的贡献 = 衰减因子 × 聚光灯效果 ×（环境光成分 + 散射光成分 + 镜面成分）
上述计算结果加起来，就是当前顶点光照之后颜色值;
(3)、顶点结果输出：按照染色后的顶点数据组织方式，进行数据写入；至少包含边界边、顶点的坐标和顶点的颜色。
2.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述的像素染色包含对纹理贴图、雾的处理，以及染色后结果输出；具体包括以下步骤：
(1)、纹理贴图处理：
根据纹理坐标（s,t,r,q）以及纹理数据进行计算得出当前位置颜色值；
(2)、雾处理：
雾根据雾的混合因子把雾颜色与源片断的颜色进行混合；
(3)、像素染色结果输出：
处理完纹理和雾之后，需要对计算结果进行格式化写入。
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| CN105630441A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-06-01 | 中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所 | 一种基于统一染色技术的gpu体系架构 |
| CN108109194A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-01 | 广东工业大学 | 虚拟现实场景中镭射纸效果的实现方法及系统 |
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| KEVIN_HEYONGYUAN: "顶点着色器和像素着色器的数据处理流程", 《HTTPS://WWW.CNBLOGS.COM/KEVIN_HEYONGYUAN/ARTICLES/9111908.HTML》, 30 May 2018 (2018-05-30), pages 1 * |
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