CN109712225B - 一种面对象的渲染方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种面对象的渲染方法、装置、设备及存储介质，渲染方法包括：获取用于表征面对象的点串数组，以及与点串数组对应的索引数组，其中，点串数组中包括组成面对象的所有子对象的顶点，索引数组中包括各个子对象的顶点数量；通过点串数组和索引数组，确定用于对面对象进行渲染的顶点数组；利用顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，以得到面对象的渲染结果。本发明提供的面对象的渲染方法具有较高的渲染准确度和渲染效率。

Description

一种面对象的渲染方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及数据可视化技术领域，尤其涉及一种面对象的渲染方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

在地理信息系统中，地理现象和地理实体作为独立的对象分布在空间中，按其空间特征分为点、线和面三种基本对象，更复杂的对象可由这些基本对象构成。

可视化是地理信息系统的基本功能之一，它能把地理现象和地理实体符号化并进行显示输出。可视化的主要过程是从数据库中读取点、线和面等数据，按照一定的方式，将其渲染并显示在各种设备的屏幕上。

在点、线、面三种基本对象中，由于面对象的边缘节点多、覆盖范围广，且存在多种异形(存在自相交、岛、洞等情况)，因此，面对象的渲染最为复杂。面对象的复杂性对渲染方法的准确度和效率都提出了更高的要求。然而，目前尚不存在渲染准确度和渲染效率较高的面对象渲染方案。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种面对象的渲染方法、装置、设备及存储介质，用以提供一种渲染准确度和渲染效率较高的面对象渲染方案，该方案如下：

一种面对象的渲染方法，包括：

获取用于表征面对象的点串数组，以及与所述点串数组对应的索引数组，其中，所述点串数组中包括组成所述面对象的所有子对象的顶点，所述索引数组中包括各个所述子对象的顶点数量；

通过所述点串数组和所述索引数组，确定用于对所述面对象进行渲染的顶点数组；

利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；

在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

可选的，所述通过所述点串数组和所述索引数组，确定用于对所述面对象进行渲染的顶点数组，包括：

基于所述索引数组，从所述点串数组中获取各个所述子对象对应的点串，其中，一子对象对应的点串包括该子对象的所有顶点；

分别将各个子对象对应的点串中各个顶点的地理位置坐标转换为屏幕显示坐标，获得转换后的点串；

基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，并将所述冗余顶点删除，删除所述冗余顶点后的点串作为目标点串；

将各个目标点串拼接，拼接后得到所述用于对所述面对象进行渲染的顶点数组。

可选的，所述基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，并将所述冗余顶点删除，包括：

对于所述面对象的每个子对象：

遍历该子对象的顶点，若当前遍历到的顶点与其前向相邻顶点的距离小于或等于预设距离阈值，则确定当前遍历到的顶点的前向相邻顶点为冗余顶点，并将该冗余顶点删除，若当前遍历到的顶点与其前向相邻顶点的距离大于所述预设距离阈值，则继续向下遍历，直至遍历完该子对象的所有顶点。

可选的，其特征在于，所述利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，包括：

利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区画N个三角形；

其中，第i个三角形的三个顶点分别为所述顶点数组中的第1个顶点、第i+1个顶点和第i+2个顶点，i的取值为1至N，N大于1；

其中，所述模板缓冲区中，奇数次被三角形覆盖的区域为所述被面覆盖的区域，偶数次被三角形覆盖的区域为所述未被面覆盖的区域。

可选的，所述在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果，包括：

获取所述面对象的外包矩形的四个顶点，作为渲染形状顶点数组，基于所述渲染形状顶点数组，在所述颜色缓冲区中绘制与所述渲染区域等大的矩形；

通过模板测试的方式将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

一种面对象的渲染装置，包括：数据获取模块、顶点数组确定模块、面形状刻画模块和渲染模块；

所述数据获取模块，用于获取用于表征面对象的点串数组，以及与所述点串数组对应的索引数组，其中，所述点串数组中包括组成所述面对象的所有子对象的顶点，所述索引数组中包括各个所述子对象的顶点数量；

所述顶点数组确定模块，用于通过所述点串数组和所述索引数组，确定用于对所述面对象进行渲染的顶点数组；

所述面形状刻画模块，用于利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；

所述渲染模块，用于在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

可选的，所述顶点数组确定模块包括：点串获取子模块、坐标转换子模块、冗余顶点处理子模块和顶点数组确定子模块；

所述点串获取子模块，用于基于所述索引数组，从所述点串数组中获取各个所述子对象对应的点串，其中，一子对象对应的点串包括该子对象的所有顶点；

所述坐标转换子模块，用于分别将各个所述子对象对应的点串中各个顶点的地理位置坐标转换为屏幕显示坐标，获得转换后的点串；

所述冗余顶点处理子模块，用于基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，并将所述冗余顶点删除，删除所述冗余顶点后的点串作为目标点串；

所述顶点数组确定子模块，用于将各个目标点串拼接，拼接后得到所述用于对所述面对象进行渲染的顶点数组。

可选的，所述面形状刻画模块，具体用于利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区画N个三角形；

其中，第i个三角形的三个顶点分别为所述顶点数组中的第1个顶点、第i+1个顶点和第i+2个顶点，i的取值为1至N，N大于1；

其中，所述模板缓冲区中，奇数次被三角形覆盖的区域为所述被面覆盖的区域，偶数次被三角形覆盖的区域为所述未被面覆盖的区域。

一种面对象的渲染设备，包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述程序，所述程序具体用于：

获取用于表征面对象的点串数组，以及与所述点串数组对应的索引数组，其中，所述点串数组中包括组成所述面对象的所有子对象的顶点，所述索引数组中包括各个所述子对象的顶点数量；

通过所述点串数组和所述索引数组，确定用于对所述面对象进行渲染的顶点数组；

利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；

在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述面对象的渲染方法的各个步骤。

上述技术方案具有如下有益效果：

本发明提供的面对象的渲染方法、装置、设备及存储介质，在获得用于对面对象进行渲染的顶点数组后，利用该顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域，接着将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，而未被面覆盖的区域相当于在颜色缓冲区上形成遮罩，不能写入颜色缓冲区，最后将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，并在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，从而得到面对象的渲染结果。本实施例提供的渲染方案能够准确地对面对象进行渲染，且计算复杂度低，渲染效率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为通过三角剖分法将多边形剖分为多个三角形的组合的示意图；

图2为本发明实施例提供的面对象的渲染方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的面对象的渲染方法中，通过多个点串确定用于对面对象进行渲染的顶点数组的流程示意图；

图4a～图4d分别为本发明实施例提供的针对凸面、凹面、自相交面和带洞的面在模板缓冲区刻画面形状的示意图；

图5为本发明实施例提供的面对象的渲染方法中，在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，以得到面对象的渲染结果的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的面对象的渲染装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的面对象的渲染设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

现有技术中对面对象进行渲染的方法主要包括两种：

其一，打点法，打点法的实现过程为，先在内存中计算面覆盖的区域，然后把面覆盖到的像素矩阵相应点的颜色值更改。

其二，三角剖分法，三角剖分法的实现过程为，根据OpenGL ES绘制三角形图元的特点，将面的多边形分割成多个三角形的组合后在显存中进行渲染，其中，分割的三角网完全覆盖多边形，并没有相交边，如图1所示，多边形被分割为8个三角形的组合。

本案发明人经研究发现，上述两种方案均存在缺陷：

对于打点法而言，其运用大量的计算来进行面的边缘检测，导致CPU占用高，并且，需要先用内存模拟像素矩阵再拷贝到显存，导致效率低，另外，若面不是纯色填充或有透明度时，计算更加复杂，效率更低。

对于三角剖分法而言，其虽然对内存占用较小，在简单多边形的渲染上效率较高，并能够用OpenGL ES的混合等机制解决带透明度的位置叠加问题，但其时间复杂度为O(n^2)，当面边界很复杂时，耗时指数级增长，并且，三角剖分法对异形面支持不好，特别是自相交面上会出现显著错误。

鉴于上述缺陷，本案发明人进行了深入研究，最终提出了一种渲染准确度和渲染效率较高的面对象渲染方法，接下来通过下述实施例对本发明提供的面对象的渲染方法进行介绍。

请参阅图2，示出了本发明实施例提供的面对象的渲染方法流程示意图，该方法可以包括：

步骤S201：获取用于表征面对象的点串数组，以及与点串数组对应的索引数组。

其中，面对象由多个子对象组成，子对象通常为多边形，点串数组中包括组成面对象的所有子对象的顶点，索引数组中包括各个子对象的顶点数量。

需要说明的是，本实施例中的顶点指的是计算机绘图中的顶点，该顶点是空间中的一个点，一般由它的坐标表示。两个点可以确定一条直线，三个点可以确定一个平面。本实施例中，步骤S201获取的点串数组中的点由地理位置坐标表示。由于面对象的子对象通常为多边形。

步骤S202：通过点串数组和索引数组，确定用于对面对象进行渲染的顶点数组。

由于点串数组中各个顶点的坐标为地理位置坐标，因此，并不能直接利用其进行渲染，需要对其进行转换处理，并且，点串数组中的顶点数量通常较多，若用数量众多的顶点进行渲染，势必会降低渲染效率。有鉴于此，本实施例对点串数组进行一定的处理，以获得用于对面对象进行渲染的顶点数组。通过点串数组和索引数组确定用于对面对象进行渲染的顶点数组的具体过程可参见后续实施例的说明。

步骤S203：利用顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域。

在本实施例中，预先建立模板缓冲区的过程可以包括：首先，建立深度为1的模板缓冲区，然后，把建立的模板缓冲区中的所有位清零。

需要说明的是，模板缓冲区实质为一像素矩阵，像素矩阵中各个像素的像素值均为0。假设设备的显示屏幕为长M宽N的屏幕，那么模板缓冲区即为M×N的像素矩阵。

步骤S204：在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，以得到面对象的渲染结果。

其中，颜色缓冲区也为一像素矩阵，假设设备的显示屏幕为长M宽N的屏幕，那么颜色缓冲区也为M×N的像素矩阵。

具体的，可通过模板测试方式将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区。

需要说明的是，在利用顶点数组在模板缓冲区中刻画面对象的面形状后，模板缓冲区包括两种区域，即被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域，被面覆盖的区域的像素值均为1，而未被面覆盖的区域的像素值均为0，模板缓冲区中每个像素点的像素值表征了其在进行模板测试时的通过状态。像素值为1的像素组成的区域，测试通过，允许写入颜色缓冲区，而像素值为0的像素点组成的区域，测试不通过，不允许写入颜色缓冲区。

本发明实施例提供的面对象的渲染方法，利用用于对面对象进行渲染的顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域，接着将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，而未被面覆盖的区域相当于在颜色缓冲区上形成遮罩，不能写入颜色缓冲区，最后，将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，并在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，以得到面对象的渲染结果。本实施例提供的渲染方案，类似于先在纸(模板缓冲区)上镂空出面的形状，然后将该带有镂空形状的纸(模板缓冲区)放在画布(颜色缓冲区)上，再给整个画布(颜色缓冲区)上色，当纸拿走后，面的形状就印在了画布上，这种渲染方案能够准确地对面对象进行渲染，且计算复杂度低，渲染效率较高。

在本发明的另一实施例中，对上述实施例中的“步骤S102：通过多个点串确定用于对面对象进行渲染的顶点数组”进行介绍。

请参阅图3，示出了本实施例提供的通过多个点串确定用于对面对象进行渲染的顶点数组的实现过程的流程示意图，可以包括：

步骤S301：基于索引数组，从点串数组中获取各个子对象对应的点串。

其中，一子对象对应的点串包括该子对象的所有顶点，一个点串用于表征一个子对象。

点串数组中依次包含了各个子对象的顶点，索引数组与点串数组对应，包含了各个子对象的顶点数量。示例性的，面对象包括子对象1、子对象2和子对象3，点串数组中包含的顶点依次为子对象1的顶点、子对象2的顶点、子对象3的顶点，基于此，索引数组中包含的顶点数量依次为子对象1的顶点数量、子对象2的顶点数量、子对象3的顶点数量，在获取子对象的点串时，首先基于子对象1的顶点数量依次从点串数组中获取对应数量的顶点，从而获得子对象1对应的点串，以此类推，获得子对象2对应的点串和子对象3对应的点串。

步骤S302：分别将各个子对象对应的点串中各个顶点的地理位置坐标转换为屏幕显示坐标，获得转换后的点串。

本实施例将各个点串中各个顶点的地理位置坐标转换为屏幕显示坐标的时间复杂度为O(n)。

步骤S303：基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，并将冗余顶点删除，删除冗余顶点后的点串作为目标点串。

点串中的顶点数量通常较多，即顶点比较密集，顶点过于密集必然影响渲染效率，为了提高渲染效率，本实施例在不影响多边形(面对象的子对象)形状的前提下，将表征多边形的点串中的顶点减少。

可以理解的是，若相邻顶点之间的距离较小，表明顶点较密集，基于此，本实施例基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，进而将确定出的冗余顶点删除，具体的，对于面对象的每个子对象：遍历该子对象的顶点，若当前遍历到的顶点与其前向相邻顶点的距离小于或等于预设距离阈值，则确定当前遍历到的顶点的前向相邻顶点为冗余顶点，并将该冗余顶点删除，若当前遍历到的顶点与其前向相邻顶点的距离大于预设距离阈值，则继续向下遍历，直至遍历完该子对象的所有顶点。其中，距离阈值可基于实际应用情况设定，距离阈值越大，确定出的冗余顶点越多。

需要说明的是，对于任一目标点串(删除冗余顶点后的点串)，若该点串中顶点的数量小于预设数量，比如，小于3个，则忽略该点串对应的多边形，将该目标点串进行删除，不再参与后续处理。

需要说明的是，本步骤的时间复杂度为O(n)。

步骤S304：将各个目标点串拼接，拼接后得到用于对面对象进行渲染的顶点数组。

在本发明的另一实施例中，对上述实施例中的“步骤S103：利用顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画面对象的面形状”进行介绍。

需要说明的是，移动设备的普及使得基于移动设备的地理信息系统普遍应用，对于移动设备(针对主流的IOS和Android系统)而言，其上的图形化一般都基于OpenGL ES实现，这套图形程序接口能够高效的操作GPU进行图像输出。但OpenGL ES自身具有一定的局限性：OpenGL ES提供的接口只能绘制三种基本图元(点、线、三角形)，任何图形都需要分解为这三种基本图元的组合来进行渲染。

基于此，为了使本发明提供的面对象的渲染方法应用于移动设备上的地理信息系统，本实施例利用顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画面对象的面形状的实现过程包括：利用顶点数组在预先建立的模板缓冲区画N个三角形，其中，N个三角形中第i个三角形的三个顶点分别为顶点数组中的第1个顶点、第i+1个顶点和第i+2个顶点，i的取值为1至N，N大于1，模板缓冲区中，奇数次被三角形覆盖的区域为被面覆盖的区域，偶数次被三角形覆盖的区域为未被面覆盖的区域。

具体的，首先，从顶点数组中获取第1个顶点作为第1个三角形的1个顶点，然后获取顶点数组中的第2个顶点和第3个顶点作为第1个三角形的另外两个顶点，即，顶点数组中的第1个顶点、第2个顶点和第3个顶点形成第1个三角形；接着，从顶点数组中获取第4个顶点，与第1个三角形的两个顶点(即顶点数组中的第1个顶点和第3个顶点)形成第2个三角形；然后，从顶点数据中获取第5个顶点，与第2个三角形的两个顶点(即顶点数组中的第1个顶点和第4个顶点)形成第3个三角形，以此类推，直至顶点数组中的顶点全部获取完。经过上述过程，便获得了三角形网。

针对移动设备，本实施例在OpenGL ES的模板缓冲区中刻画面形状。具体地，利用顶点数组在模板缓冲区中以GL_TRIANGLE_FAN方式画三角形。glStencilFun参数为GL_NEVER，表示不渲染到颜色缓冲区而只操作模板缓冲区。glStencilOp参数为GL_INVERT，表示以反色方式操作模板缓冲区，奇数次被三角形覆盖的模板缓冲区的点值为1，偶数次被三角形覆盖的模板缓冲区的点值为0，如此，模板缓冲区上不为0的区域即为被面覆盖区域，模板缓冲区上为0的区域即为不被面覆盖的区域。

请参阅图4a至图4d，示出了针对各种面对象在模板缓冲区刻画面形状的示意图，其中，图4a为针对凸面在模板缓冲区刻画面形状的示意图，图4b为针对凹面在模板缓冲区刻画面形状的示意图，图4c为针对自相交面在模板缓冲区刻画面形状的示意图，图4d为针对带洞的面在模板缓冲区刻画面形状的示意图。从图4a至图4d可以看出，通过本实施例提供的方法，各种形式的面对象均能较好地刻画。

需要说明的是，对于图4a中的第三幅图中的三角形145所在的区域，由于该区域被三角形覆盖过两次(被三角形134覆盖过一次，被三角形145覆盖过一次)，因此，该区域的点值均为0。同样地，对于图4b中的第三幅图中的三角形134所在的区域，由于该区域被三角形覆盖过两次(被三角形145覆盖过一次，被三角形134覆盖过一次)，因此，该区域的点值均为0。对于其它图中的白色区域类似，本实施例在此不作赘述。

在本发明的另一实施例中，对上述实施例中的“步骤S204：在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，以得到面对象的渲染结果”进行介绍。

请参阅图5，示出了在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，以得到面对象的渲染结果的流程示意图，可以包括：

步骤S501：获取面对象的外包矩形的四个顶点，作为渲染形状顶点数组，并基于渲染形状顶点数组，在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形。

其中，渲染形状顶点数组用于在颜色缓冲区中确定出需要渲染的整体区域，而模板缓冲区中被面覆盖的区域为需要渲染的整体区域中的具体渲染区域。

步骤S502：通过模板测试的方式将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，以得到面对象的渲染结果。

模板缓冲区中的点有0和1两种状态，分别对应未被面覆盖和被面覆盖的区域。模板测试就是只允许被面覆盖的区域能够写入颜色缓冲区，未被面覆盖的区域则会在颜色缓冲区上形成遮罩效果。基于这种遮罩方法使得地理信息系统中一些复杂的面填充也能高效处理。

对面进行填充的处理方式有多种，比如带透明度填充的处理、符号填充面的处理、渐变色填充的处理等。其中，带透明度的面填充需要将写入颜色缓冲区的结果与原来颜色缓冲区中的结果做混合，具体的，可通过开启OpenGL ES的混合功能(GL_BLEND)实现；对于符号填充面的处理，地理信息系统中常用带符号的内容做面的填充，为实现这种效果，需要先根据符号绘制一块矩形的填充单元并用纹理存储，绘制面对象的外包矩形时用该纹理进行矩形的填充(纹理模式设置GL_REPEAT以达到重复利用单元模块填充满整个面的效果)；对于渐变色填充的处理，可根据渐变模式的不同，设置渲染外包矩形时各个顶点的颜色值，需要的时候可以把外包矩形分解为更小的三角形组合进行渲染，如最简单的双色渐变，可以把外包矩形左端的两个顶点和右端两个顶点分为两组，设以两种不同颜色，OpenGL ES根据顶点数组渲染时即可出现渐变效果。

本发明实施例提供的面对象的渲染方法，利用OpenGL ES的模板缓冲区对地理信息系统中的面对象进行渲染，一方面，CPU计算量小，时间复杂度为O(n)，另一方面，充分利用OpenGL ES使用GPU渲染的优势，能够准确高效的处理复杂面的边界、异形等情况，以及各种面填充方式和与其他元素的叠加问题。与现有技术中面对象的渲染方法相比，本实施例提供的面对象的渲染方法能够大大提高面对象的渲染效率和渲染准确度。

本发明实施例还提供了一种面对象的渲染装置，下面对本发明实施例提供的面对象的渲染装置进行描述，下文描述的面对象的渲染装置与上文描述的面对象的渲染方法可相互对应参照。

请参阅图6，示出了本发明实施例提供的一种面对象的渲染装置的结构示意图，如图6所示，该装置可以包括：数据获取模块601、顶点数组确定模块602、面形状刻画模块603和渲染模块604。

数据获取模块601，用于获取用于表征面对象的点串数组，以及与点串数组对应的索引数组，其中，点串数组中包括组成面对象的所有子对象的顶点，索引数组中包括各个子对象的顶点数量。

其中，面对象由多个子对象组成，子对象通常为多边形，点串数组中包括组成面对象的所有子对象的顶点，索引数组中包括各个子对象的顶点数量。

顶点数组确定模块602，用于通过点串数组和索引数组确定用于对面对象进行渲染的顶点数组；

面形状刻画模块603，用于利用顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；

渲染模块604，用于将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，以得到面对象的渲染结果。

本发明提供的面对象的渲染装置，在获得用于对面对象进行渲染的顶点数组后，利用该顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域，接着将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，而未被面覆盖的区域相当于在颜色缓冲区上形成遮罩，不能写入颜色缓冲区，最后将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，并在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，从而得到面对象的渲染结果。本实施例提供的渲染装置能够准确地对面对象进行渲染，且计算复杂度低，渲染效率较高。

在一种可能的实现方式中，上述实施例提供的面对象的渲染装置中的顶点数组确定模块602包括：点串获取子模块、坐标转换子模块、冗余顶点处理子模块和顶点数组确定子模块。

点串获取子模块，用于基于索引数组，从所述点串数组中获取各个子对象对应的点串，其中，一子对象对应的点串包括该子对象的所有顶点。

坐标转换子模块，用于分别将各个子对象对应的点串中各个顶点的地理位置坐标转换为屏幕显示坐标，获得转换后的点串。

冗余顶点处理子模块，用于基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，并将冗余顶点删除，删除冗余顶点后的点串作为目标点串。

顶点数组确定子模块，用于将各个目标点串拼接，拼接后得到用于对面对象进行渲染的顶点数组。

在一种可能的实现方式中，冗余顶点处理子模块，具体用于对于面对象的每个子对象：

遍历该子对象的顶点，若当前遍历到的顶点与其前向相邻顶点的距离小于或等于预设距离阈值，则确定当前遍历到的顶点的前向相邻顶点为冗余顶点，并将该冗余顶点删除，若当前遍历到的顶点与其前向相邻顶点的距离大于预设距离阈值，则继续向下遍历，直至遍历完该子对象的所有顶点。

在一种可能的实现方式中，上述实施例提供的面对象的渲染装置中的面形状刻画模块603，具体用于利用顶点数组在预先建立的模板缓冲区画N个三角形。其中，第i个三角形的三个顶点分别为顶点数组中的第1个顶点、第i+1个顶点和第i+2个顶点，i的取值为1至N，N大于1；其中，模板缓冲区中，奇数次被三角形覆盖的区域为被面覆盖的区域，偶数次被三角形覆盖的区域为未被面覆盖的区域。

在一种可能的实现方式中，上述实施例提供的面对象的渲染装置中的渲染模块604，具体用于获取面对象的外包矩形的四个顶点，作为渲染形状顶点数组，基于渲染形状顶点数组，在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形；通过模板测试的方式将模板缓冲区中被面覆盖的区域写入颜色缓冲区，以得到面对象的渲染结果。

本发明实施例还提供了一种面对象的渲染设备，请参阅图7，示出了该面部动画生成设备的结构示意图，该设备可以包括：至少一个处理器701，至少一个通信接口702，至少一个存储器703和至少一个通信总线704；

在本发明实施例中，处理器701、通信接口702、存储器703、通信总线704的数量为至少一个，且处理器701、通信接口702、存储器703通过通信总线704完成相互间的通信；

处理器701可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等；

存储器703可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)等，例如至少一个磁盘存储器；

其中，存储器存储有程序，处理器可调用存储器存储的程序，所述程序用于：

获取用于表征面对象的点串数组，以及与所述点串数组对应的索引数组，其中，所述点串数组中包括组成所述面对象的所有子对象的顶点，所述索引数组中包括各个所述子对象的顶点数量；

通过所述点串数组和所述索引数组，确定用于对所述面对象进行渲染的顶点数组；

利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；

在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

本发明实施例还提供一种可读存储介质，该可读存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：

获取用于表征面对象的点串数组，以及与所述点串数组对应的索引数组，其中，所述点串数组中包括组成所述面对象的所有子对象的顶点，所述索引数组中包括各个所述子对象的顶点数量；

通过所述点串数组和所述索引数组，确定用于对所述面对象进行渲染的顶点数组；

利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；

在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

可选的，所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种面对象的渲染方法，其特征在于，包括：

获取用于表征面对象的点串数组，以及与所述点串数组对应的索引数组，其中，所述点串数组中包括组成所述面对象的所有子对象的顶点，所述索引数组中包括各个所述子对象的顶点数量；

通过所述点串数组和所述索引数组，确定用于对所述面对象进行渲染的顶点数组，包括：基于所述索引数组，从所述点串数组中获取各个所述子对象对应的点串，其中，一子对象对应的点串包括该子对象的所有顶点；分别将各个所述子对象对应的点串中各个顶点的地理位置坐标转换为屏幕显示坐标，获得转换后的点串；基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，并将所述冗余顶点删除，删除所述冗余顶点后的点串作为目标点串；将各个目标点串中顶点数量不小于预设数量的目标点串拼接，拼接后得到所述用于对所述面对象进行渲染的顶点数组；

利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；

在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

2.根据权利要求1所述的面对象的渲染方法，其特征在于，所述基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，并将所述冗余顶点删除，包括：

对于所述面对象的每个子对象：

遍历该子对象的顶点，若当前遍历到的顶点与其前向相邻顶点的距离小于或等于预设距离阈值，则确定当前遍历到的顶点的前向相邻顶点为冗余顶点，并将该冗余顶点删除，若当前遍历到的顶点与其前向相邻顶点的距离大于所述预设距离阈值，则继续向下遍历，直至遍历完该子对象的所有顶点。

3.根据权利要求1～2中任意一项所述的面对象的渲染方法，其特征在于，所述利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，包括：

利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区画N个三角形；

其中，第i个三角形的三个顶点分别为所述顶点数组中的第1个顶点、第i+1个顶点和第i+2个顶点，i的取值为1至N，N大于1；

其中，所述模板缓冲区中，奇数次被三角形覆盖的区域为所述被面覆盖的区域，偶数次被三角形覆盖的区域为所述未被面覆盖的区域。

4.根据权利要求1所述的面对象的渲染方法，其特征在于，所述在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果，包括：

获取所述面对象的外包矩形的四个顶点，作为渲染形状顶点数组，基于所述渲染形状顶点数组，在所述颜色缓冲区中绘制与所述渲染区域等大的矩形；

通过模板测试的方式将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

5.一种面对象的渲染装置，其特征在于，包括：数据获取模块、顶点数组确定模块、面形状刻画模块和渲染模块；

所述数据获取模块，用于获取用于表征面对象的点串数组，以及与所述点串数组对应的索引数组，其中，所述点串数组中包括组成所述面对象的所有子对象的顶点，所述索引数组中包括各个所述子对象的顶点数量；

所述顶点数组确定模块，用于通过所述点串数组和所述索引数组，确定用于对所述面对象进行渲染的顶点数组；

所述顶点数组确定模块包括：点串获取子模块、坐标转换子模块、冗余顶点处理子模块和顶点数组确定子模块；

所述点串获取子模块，用于基于所述索引数组，从所述点串数组中获取各个所述子对象对应的点串，其中，一子对象对应的点串包括该子对象的所有顶点；

所述坐标转换子模块，用于分别将各个点串中各个顶点的地理位置坐标转换为屏幕显示坐标，获得转换后的点串；

所述冗余顶点处理子模块，用于基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，并将所述冗余顶点删除，删除所述冗余顶点后的点串作为目标点串；

所述顶点数组确定子模块，用于将各个目标点串中顶点数量不小于预设数量的目标点串拼接，拼接后得到所述用于对所述面对象进行渲染的顶点数组；

所述面形状刻画模块，用于利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；

所述渲染模块，用于在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

6.根据权利要求5所述的面对象的渲染装置，其特征在于，所述面形状刻画模块，具体用于利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区画N个三角形；

其中，第i个三角形的三个顶点分别为所述顶点数组中的第1个顶点、第i+1个顶点和第i+2个顶点，i的取值为1至N，N大于1；

其中，所述模板缓冲区中，奇数次被三角形覆盖的区域为所述被面覆盖的区域，偶数次被三角形覆盖的区域为所述未被面覆盖的区域。

7.一种面对象的渲染设备，其特征在于，包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序；

所述处理器，用于执行所述程序，所述程序具体用于：

获取用于表征面对象的点串数组，以及与所述点串数组对应的索引数组，其中，所述点串数组中包括组成所述面对象的所有子对象的顶点，所述索引数组中包括各个所述子对象的顶点数量；

通过所述点串数组和所述索引数组，确定用于对所述面对象进行渲染的顶点数组，包括：基于所述索引数组，从所述点串数组中获取各个所述子对象对应的点串，其中，一子对象对应的点串包括该子对象的所有顶点；分别将各个所述子对象对应的点串中各个顶点的地理位置坐标转换为屏幕显示坐标，获得转换后的点串；基于相邻顶点之间的距离，分别从各个转换后的点串中确定出冗余顶点，并将所述冗余顶点删除，删除所述冗余顶点后的点串作为目标点串；将各个目标点串中顶点数量不小于预设数量的目标点串拼接，拼接后得到所述用于对所述面对象进行渲染的顶点数组；

利用所述顶点数组在预先建立的模板缓冲区中刻画所述面对象的面形状，被刻画后的模板缓冲区包括被面覆盖的区域和未被面覆盖的区域；

在颜色缓冲区中绘制与渲染区域等大的矩形，并将所述模板缓冲区中被面覆盖的区域写入所述颜色缓冲区，以得到所述面对象的渲染结果。

8.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至4中任一项所述的面对象的渲染方法的各个步骤。

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