CN109410300A - 一种游戏场景中的阴影处理方法及装置及终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种游戏场景中的阴影处理方法，包括以下步骤：读取游戏场景物体；判断所述游戏场景物体是否已绑有阴影贴图；当所述游戏场景物体已经绑有阴影贴图，则将所述已绑有的阴影贴图添加至阴影管理器中进行绘制；判断摄像机和光源位置是否有变化；当所述摄像机和光源位置没有发生变化，则结束。对场景中的摄像机角度和光源角度进行检听，当二者有所变化时，对阴影贴图进行一定的拉伸变化，产生阴影的投影感，增强阴影效果。

Description

一种游戏场景中的阴影处理方法及装置及终端设备

技术领域

本发明涉及游戏场景处理技术领域，尤其涉及一种游戏场景中的阴影处理方法及装置。

背景技术

随着计算机技术的不断发展，移动端的3D游戏已经成为市场的主流，一般在游戏场景中，通过对场景中的物体进行阴影处理，优化来提升游戏画面质量。目前市面上已有的阴影处理方法有实施阴影渲染、离线阴影渲染或投影。

其中，实时阴影渲染：利用底层的渲染引擎技术，对物体和光源进行实时的计算，绘制出阴影效果。这种方法的缺陷是计算量太大，不适合应用到移动端。

离线阴影烘焙：在编辑状态下对物体和光源进行实时计算，将计算结果保存成一张阴影贴图，实际运行时加载贴图渲染。这种方法的缺陷是阴影效果烘焙好后，就无法更改，只适合静态，不变的物体，光线变化和动态物体上，显示效果不好。

投影：利用一张提前准备的假阴影图片，根据放置的角度，实时计算，放置在被照射到的物体表面，达到伪阴影效果。这种方法虽然可以实现一定的阴影效果，相对与实时阴影计算量小些，可适用于物体不多的场景下，如果移动端下，需要投影的个数多达数十个，计算量仍旧太大。

实时阴影渲染和投影都需要调用到底层的渲染引擎，如opengl等，对物体的位置，大小等变化进行实时的运算，对移动端不合适。离线阴影烘焙为了减少计算量，提前把阴影数据保存成离线文件，运行加载，减少了运算量的同时也失去了动态变化的能力。

为了在移动端达到好的阴影效果，可以使用混合阴影的方法，也就是实时阴影和离线烘焙结合，对于静态或者重要性不大的物体使用离线烘焙的方式，对于主要角色进行实时阴影或者投影的方式，达到较好的效果。但是对于现在市面上质量参差不齐的移动端设备，实时阴影的消耗在某些设备性能表现不佳。而且在不同的项目中，对于阴影的需要不同，需要针对不同的需求使用不同的阴影方案。尤其是对于经营类的游戏，没有其他游戏那样对角色和场景有明显的主次之分，场景中的所有物体都能被玩家操作编辑，因此对于场景中的物体，无论人物还是物品，都并非固定不变，因此阴影数据不确定，离线烘焙的方式就不合适，而所有的阴影效果要达到一致，场景才有有较好的观感，如果使用实时阴影或者投影，场景中数十个物体同时使用，移动端设备难以支持。

发明内容

为了解决以上问题中的一个或多个，本发明提出一种游戏场景中的阴影处理方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供一种游戏场景中的阴影处理方法，包括以下步骤：

读取游戏场景物体；

判断所述游戏场景物体是否已绑有阴影贴图；

当所述游戏场景物体已经绑有阴影贴图，则将所述已绑有的阴影贴图添加至阴影管理器中进行绘制；

判断摄像机和光源位置是否有变化；

当所述摄像机和光源位置没有发生变化，则结束。

在一些实施方式中，当判断结果为所述摄像机和光源位置已经发生变化时，阴影管理器也随之改变参数，将所有已有的阴影贴图进行相应的伸缩变化，重新绘制。

在一些实施方式中，当判断结果为所述游戏场景物体没有绑有阴影贴图时，判断是否需要单独的阴影数据，当需要单独的阴影数据，则绑定特定的阴影贴图，添加至阴影管理器绘制。

在一些实施方式中，当判断结果为不需要单独的阴影数据，则绑定通用的阴影贴图，添加至阴影管理器绘制。

根据本发明的另一个方面，提供一种游戏场景中的阴影处理装置，其特征在于，包括：

读取模块，用于读取游戏场景物体信息；

第一判断模块，用于判断所述游戏场景物体是否已绑有阴影贴图；

阴影管理器，用于调用底层渲染引擎，并根据每个阴影相对与摄像机的位置和光源的远近，进行大小和形状的伸缩变化，最后将所有阴影贴图一次性绘制；

监听模块，用于监听摄像机和光源的位置变化；

第二判断模块，用于判断摄像机和光源的位置是否有变化。

在一些实施方式中，还包括第三判断模块，用于判断游戏场景物体是否需要单独的阴影数据，其中，当需要单独的阴影数据，则绑定特定的阴影贴图，添加至阴影管理器绘制。

在一些实施方式中，不需要单独的阴影数据，则绑定通用的阴影贴图，添加至阴影管理器绘制。

根据本发明的另一个方面，提供一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的阴影处理方法。

根据本发明的另一个方面，一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上所述的阴影处理方法。

本发明的上述技术方案相对于现有技术具有以下优点：

本发明提供的阴影处理方法，直接使用贴图的方式，在每个游戏场景物体上绑定对应的阴影贴图，通过美术制作规范，为视觉观感(形状)相似的物体绑定一样的阴影贴图，在同一个面向对象类管理器中集中进行绘制与生命周期管理，并将所有阴影在运行时自动合并成一张图集，由此，CPU可以动态计算出阴影贴图并可以一起渲染，即在同一次渲染行为中处理完所有阴影的表现，即进行所谓的动态合批(Dynamic Batch)，然后在调用gpu渲染的时候，可以将所有阴影贴图放到一个批次渲染中完成在绘制时，数十个物体阴影可以一次绘制完成。适用于移动终端的游戏，其在移动端上也能有良好的性能表现。

本发明提供的阴影处理方法，为了能有更加真实的阴影效果，对场景中的摄像机角度和光源角度进行检听，当二者有所变化时，对阴影贴图进行一定的拉伸变化，产生阴影的投影感，增强阴影效果。

本发明提供的装置，通过贴图并统一绘制，然后根据摄像机和光源的位置变化对阴影贴图进行对应拉伸，增强阴影效果的同时，减少了计算量，适用于移动端游戏。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的游戏场景中的阴影处理方法的流程图；

图2为本发明实施例2提供的游戏场景中的阴影处理方法的流程图；

图3为本发明实施例3提供的游戏场景中的阴影处理装置结构示意图；

图4为本发明实施例4提供的游戏场景中的阴影处理系统结构示意图；

图5为阴影贴图图集的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种游戏场景中的阴影处理方法，具体如图1所示，包括以下步骤：

步骤S11:读取游戏场景物体。

其中，游戏场景物体包括：

1.玩家与系统角色的人物模型

2.玩家拥有的且在游戏场景中有所体现的道具与物品

3.根据玩家游戏进度与个人游戏内容实时变动的游戏场景(如桌椅墙壁门窗等)，以上只是举例说明，不限于这些列举。

步骤S12:判断所述游戏场景物体是否已绑有阴影贴图。

当判断结果为游戏场景物体已经绑有阴影贴图时，执行步骤S13，否则执行其他操作。其中，场景物体的阴影贴图，通过美术制作规范，为视觉观感(形状)相似的场景物体绑定一样的阴影贴图。特殊形状或状态的场景物体则根据需求，不使用本系统进行阴影的创建，而是由美术人员进行特定的阴影预制。程序会在加载该物体时，识别出美术人员预先制作在预制体中的阴影，并直接接入管理系统，而不再另行创建。

步骤S13:将所述已绑有的阴影贴图添加至阴影管理器中，并通知渲染管线将相关贴图文件进行绘制显示在屏幕上。

具体地，可以将所有阴影贴图形成不大于一张1024像素*1024像素的图集，如果超出，则缩放图片，或再创建第二个图集，具体是：将所有阴影贴图的原始素材用spritepacker(图片打包工具)工具，整合成一张图片，如下图5所示为所谓的图集，然后根据打包工具打包时提前存储好的文本文件中记录的uv偏移量，使用某个阴影时，显示对应的阴影部分。

由于是一张图集的缘故，CPU可以动态计算出阴影贴图，然后可以一起渲染，即所谓的动态合批(Dynamic Batch)，调用GPU渲染的时候，可以将所有阴影贴图放到一个批次渲染中完成，具体unity的api是Graphics.DrawMeshInstanced。此API是游戏引擎unity的统一开发接口。

步骤S14：判断摄像机和光源位置是否有变化。

具体可以是：设置一个布尔型变量，当摄像机和光源发生变化时，会改变该变量的值，以此判断是否有变化。

为了能有更加真实的阴影效果，对场景中的摄像机角度和光源角度进行检测，当判断结果为摄像机和光源位置没有发生变化，则结束；

当判断结果为摄像机和光源位置已经发生变化，阴影管理器也随之改变参数，如将所有已有的阴影贴图根据光照角度进行相应的伸缩变化，如：光线越倾斜阴影越长，重新绘制。对阴影贴图进行一定的拉伸变化，产生阴影的投影感，增强阴影效果。

实施例2

本实施例提供一种游戏场景中的阴影处理方法，具体如图2所示，包括以下步骤：

步骤S21:读取游戏场景物体。具体与实施例1的步骤S11相同，在此不再赘述。

步骤S22:判断所述游戏场景物体是否已绑有阴影贴图。

当判断结果为所述游戏场景物体已经绑有阴影贴图时，执行步骤S23。

当判断结果为所述游戏场景物体没有绑有阴影贴图时，执行步骤S25。需要说明的是，步骤S25具体是：进一步判断是否需要单独的阴影数据，并判断本地图集中是否有该游戏场景物体的特定的阴影贴图。

当判断结果是游戏场景物体需要单独的阴影数据且本地图集中有该游戏场景物体的特定的阴影贴图，则执行步骤S26：给游戏场景物体绑定特定的阴影贴图，然后执行步骤S23。

当判断结果是游戏场景物体不需要单独的阴影数据，执行步骤S27：绑定通用的阴影贴图，然后执行步骤S23。

步骤S23：将游戏场景物体已经绑定好的阴影贴图添加至阴影管理器绘制。具体同实施例1中的S13，这里不再赘述。

步骤S24：判断摄像机和光源位置是否有变化。

具体可以是：设置一个布尔型变量，当摄像机和光源发生变化时，会改变该变量的值，以此判断是否有变化。

为了能有更加真实的阴影效果，对场景中的摄像机角度和光源角度进行检测，当判断结果为摄像机和光源位置没有发生变化，则结束；

当判断结果为摄像机和光源位置已经发生变化，阴影管理器也随之改变参数，将所有已有的阴影贴图进行相应的伸缩变化，重新绘制。对阴影贴图进行一定的拉伸变化，产生阴影的投影感，增强阴影效果。

本发明实施例1-2提供的阴影处理方法，直接使用贴图的方式，在每个游戏场景物体上绑定对应的阴影贴图，形状相近的物体绑定一样的阴影贴图，在统一的类中集中绘制，并将所有阴影打成一张图集，由此，CPU可以动态计算出阴影贴图并可以一起渲染，即进行所谓的动态合批(Dynamic Batch)，然后在调用gpu渲染的时候，可以将所有阴影贴图放到一个批次渲染中完成在绘制时，数十个物体阴影可以一次绘制完成。适用于移动终端的游戏，其在移动端上也能有良好的性能表现。

本发明提供的阴影处理方法，为了能有更加真实的阴影效果，对场景中的摄像机角度和光源角度进行检听，当二者有所变化时，对阴影贴图进行一定的拉伸变化，产生阴影的投影感，增强阴影效果。

实施例3

本发明还提供了一种游戏场景中的阴影处理装置，如图3所示，该终端可以执行上述实施例1中相应的步骤，具体包括：

读取模块31，用于读取游戏场景物体信息；

第一判断模块32，用于判断所述游戏场景物体是否已绑有阴影贴图；

阴影管理器33，用于调用底层渲染引擎，并根据每个阴影相对与摄像机的位置和光源的远近，进行大小和形状的伸缩变化，最后将所有阴影贴图一次性绘制；

监听模块34，用于监听摄像机和光源的位置变化；

第二判断模块35，用于判断摄像机和光源的位置是否有变化。

本实施例提供的终端设备，通过贴图并统一绘制，然后根据摄像机和光源的位置变化对阴影贴图进行对应拉伸，增强阴影效果的同时，减少了计算量，节约CPU资源，是的游戏加载更有效率，适用于移动端游戏，避免显卡性能不良，提高移动端性能，提高用户体验。

实施例4

本实施例提供一种终端设备，包括处理器41、存储器42以及存储在所述存储器42中且被配置为由所述处理器41执行的计算机程序43，所述处理器41执行所述计算机程序43时实现如实施例1-2所述的游戏场景中的阴影处理方法。

其中，处理器41可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器41还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器41也可以是任何常规的处理器等。

存储器42作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块。处理器41通过运行存储在存储器42中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的游戏场景中的阴影处理方法。

存储器42可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据多业务系统的运行装置的使用所创建的数据等。此外，存储器42可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器42可选包括相对于处理器41远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至采用上述信令传输方法的会议终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器42中，当被所述一个或者多个处理器41执行时，执行实施例1中所述的戏场景中的阴影处理方法。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图2所示的实施例中的相关描述。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种游戏场景中的阴影处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

读取游戏场景物体；

判断所述游戏场景物体是否已绑有阴影贴图；

当所述游戏场景物体已经绑有阴影贴图，则将所述已绑有的阴影贴图添加至阴影管理器中进行绘制；

判断摄像机和光源位置是否有变化；

当所述摄像机和光源位置没有发生变化，则结束。

2.根据权利要求1所述的一种游戏场景中的阴影处理方法，其特征在于，当判断结果为所述摄像机和光源位置已经发生变化时，阴影管理器也随之改变参数，将所有已有的阴影贴图进行相应的伸缩变化，重新绘制。

3.根据权利要求1所述的一种游戏场景中的阴影处理方法，其特征在于，当判断结果为所述游戏场景物体没有绑有阴影贴图时，

判断是否需要单独的阴影数据，当需要单独的阴影数据，则绑定特定的阴影贴图，添加至阴影管理器绘制。

4.根据权利要求3所述的一种游戏场景中的阴影处理方法，其特征在于，当判断结果为不需要单独的阴影数据，则绑定通用的阴影贴图，添加至阴影管理器绘制。

5.一种游戏场景中的阴影处理装置，其特征在于，包括：

读取模块，用于读取游戏场景物体信息；

第一判断模块，用于判断所述游戏场景物体是否已绑有阴影贴图；

阴影管理器，用于调用底层渲染引擎，并根据每个阴影相对与摄像机的位置和光源的远近，进行大小和形状的伸缩变化，最后将所有阴影贴图一次性绘制；

监听模块，用于监听摄像机和光源的位置变化；

第二判断模块，用于判断摄像机和光源的位置是否有变化。

6.根据权利要求5所述的一种游戏场景中的阴影处理装置，其特征在于，还包括第三判断模块，用于判断游戏场景物体是否需要单独的阴影数据，其中，当需要单独的阴影数据，则绑定特定的阴影贴图，添加至阴影管理器绘制。

7.根据权利要求6所述的一种游戏场景中的阴影处理装置，其特征在于，不需要单独的阴影数据，则绑定通用的阴影贴图，添加至阴影管理器绘制。

8.一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4中任意一项所述的阴影处理方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至4中任意一项所述的阴影处理方法。