CN109978979A - 提高实时渲染交互流畅性的方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高实时渲染交互流畅性的方法和装置，用于解决大规模三维场景渲染中如何既保证交互的流畅性，又避免场景闪烁的问题。本发明将三维场景划分为静态和动态两部分，初次渲染时将场景静态部分渲染到后台缓冲区予以保存，后续交互编辑场景动态部分时，先将已渲染的场景静态部分从后台缓冲区复制到帧缓冲区，再将场景的动态部分渲染到帧缓冲区，进而显示。由此大大减少了总的渲染时间，保证了交互的流畅性，同时场景不会有任何闪烁。
Description
技术领域
本发明涉及三维图形渲染技术，具体涉及BIM(Building Information Modeling)技术的核心部分——三维建筑图形渲染技术。
背景技术
作为建筑信息化技术的重要支撑，三维图形渲染在建筑相关应用软件中作为人机交互的主要界面，占据重要地位。在三维图形应用软件中，用户输入操作后，软件要以用户的输入为依据更新并渲染场景，输出新的画面，从而完成对用户输入的响应。在连续的用户输入下，软件连续更新和渲染场景，从而完成连续的交互响应。一般要保证流畅的交互体验，图形软件需要达到20帧/秒左右的渲染速率。
然而，由于建筑信息的复杂性和专业性，其软件承载的数据量非常大，当数据量大到超过显卡计算资源的负荷时，其渲染所需时间就变得不可忽视，从而难以保证流畅交互体验所需的帧率。为了保证超大规模场景渲染的流畅交互，有些软件采用分批次增量渲染的方法，即，将整个待渲染的场景数据划分为多个批次，各个批次依次渲染到缓冲区，最后再将缓冲区的渲染结果提交到显示器显示出来。当软件在渲染场景的过程中接收到用户输入，无论是否渲染完了整个场景，都会尽快结束渲染(渲染完当前正在渲染的批次，并丢弃后续的批次)并把结果提交到显示器显示出来，以便尽快处理新到来的用户输入，从而保证交互反馈的流畅性。这种渲染方法虽然提高了用户交互的流畅度，但是在连续交互时，由于分批被打断而造成场景常常不能被渲染完整，甚至时多时少而表现为闪烁不定。特别是在交互编辑场景模型时，这种闪烁表现得尤其明显。
发明内容
本发明的目的在于解决大规模场景渲染中如何既保证交互的流畅性，又避免场景闪烁的技术问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种提高实时渲染交互流畅性的方法，包括以下步骤：
1)将待渲染的三维场景划分为静态和动态两部分，所述动态部分为交互编辑的局部场景，所述静态部分为所述局部场景以外的场景；
2)初次渲染时，首先将场景的静态部分渲染到后台缓冲区予以保存，然后将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再渲染场景的动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
进一步的，步骤2)之后还包括步骤3)：当场景的动态部分发生变化时，先将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再将变化后的场景动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
进一步的，步骤1)中所述局部场景为局部模型。
进一步的，所述局部模型为BIM模型。
进一步的，所述场景的动态部分发生变化包括：局部模型被拖动或者被编辑。
进一步的，所述后台缓冲区对应OpenGL的离屏渲染缓冲区对象FBO。
本发明还提供了一种提高实时渲染交互流畅性的装置，包括：
场景划分模块，用于将待渲染的三维场景划分为静态和动态两部分，所述动态部分为交互编辑的局部场景，所述静态部分为所述局部场景以外的场景；
初次渲染模块，用于先将场景的静态部分渲染到后台缓冲区予以保存，然后将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再渲染场景的动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
进一步的，该装置还包括动态渲染模块，用于当场景的动态部分发生变化时，先将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再将变化后的场景动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
进一步的，场景划分模块中所述局部场景为局部模型。
进一步的，所述局部模型为BIM模型。
进一步的，所述场景的动态部分发生变化包括：局部模型被拖动或者被编辑。
进一步的，所述后台缓冲区对应OpenGL的离屏渲染缓冲区对象FBO。
本发明还提供了一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括：存储装置；一个或多个处理器；其中，存储装置用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现前述的方法。
本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，当所述指令由处理器执行时，用于实现前述的方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时，实现前述的方法。
与现有技术相比，本发明通过重复使用已渲染的静态场景，避免了分批次增量渲染造成的画面频繁刷新、场景闪烁的问题。同时由于只重新渲染发生变化的局部场景，未发生改变的场景主体不会被重新渲染，减少了渲染时间，取得了流畅的交互效果，同时降低了对系统计算和显示资源的消耗。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为本发明系统的组成结构图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
在大规模场景渲染中，场景主体通常不变，而处于交互编辑中的局部场景会持续改变。为了保证交互的流畅性，同时避免场景闪烁，本发明实施例提供了一种提高实时渲染交互流畅性的方法，参阅图1，包括以下步骤：
S1.将待渲染的三维场景划分为静态和动态两部分，动态部分为交互编辑的局部场景，静态部分为局部场景以外的场景。
S2.初次渲染时，首先将场景的静态部分渲染到后台缓冲区予以保存，然后将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再渲染场景的动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
优选的，步骤S2之后还包括步骤S3：当场景的动态部分发生变化时，先将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再将变化后的场景动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
优选的，步骤S1中所述局部场景为局部模型。进一步，所述局部模型为建筑信息领域的BIM模型。
优选的，所述场景的动态部分发生变化例如：局部模型被拖动、被编辑等常见的用户输入交互操作。
优选的，所述后台缓冲区对应OpenGL的离屏渲染缓冲区对象FBO。
参阅图2，本发明实施例还提供了一种提高实时渲染交互流畅性的装置，包括：
场景划分模块100，用于将待渲染的三维场景划分为静态和动态两部分，所述动态部分为交互编辑的局部场景，所述静态部分为所述局部场景以外的场景；
初次渲染模块200，用于首先将场景的静态部分渲染到后台缓冲区予以保存，然后将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再渲染场景的动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
优选的，该装置还包括动态渲染模块300，用于当场景的动态部分发生变化时，先将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再将变化后的场景动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
优选的，场景划分模块中的所述局部场景为局部模型。进一步，所述局部模型为建筑信息领域的BIM模型。
优选的，所述场景的动态部分发生变化例如：局部模型被拖动、被编辑等常见的用户输入交互操作。
优选的，所述后台缓冲区对应OpenGL的离屏渲染缓冲区对象FBO。
本发明实施例还公开了一种电子设备，该电子设备包括：存储装置；一个或多个处理器；其中，存储装置用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现前述实施例的方法。
本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，当所述指令由处理器执行时，用于实现前述实施例的方法。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时，实现本发明前述实施例的方法。
综上，本发明公开的技术方案将不变的场景主体作为静态部分，将交互编辑的局部场景作为动态部分，首次渲染时将场景静态部分渲染到后台缓冲区中保存起来，供后续交互渲染过程中反复使用，后续在用户交互编辑时，在复用的静态场景渲染结果上叠加渲染发生变化的动态场景。由于只重新渲染发生变化的局部场景，最消耗渲染时间的静态部分不会被重新渲染，从而大大减少了总的渲染时间，保证了交互的流畅性。同时，由于不变的场景主体重复使用后台缓冲区一次性渲染好的内容，编辑交互过程中画面不会频繁刷新、场景不会有任何闪烁。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。
需要说明的是，附图中的流程图和框图显示了根据本发明实施例的方法、装置和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图和框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，包含一个或多个用于实现逻辑功能的计算机可执行指令。也要注意的是，框图和流程图中的每个方框或方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
在本文中，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。
Claims (15)
1.一种提高实时渲染交互流畅性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将待渲染的三维场景划分为静态和动态两部分，所述动态部分为交互编辑的局部场景，所述静态部分为所述局部场景以外的场景；
2)初次渲染时，首先将场景的静态部分渲染到后台缓冲区予以保存，然后将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再渲染场景的动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)之后还包括步骤3)：当场景的动态部分发生变化时，先将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再将变化后的场景动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述局部场景为局部模型。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述局部模型为BIM模型。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述场景的动态部分发生变化包括：局部模型被拖动或者被编辑。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述后台缓冲区对应OpenGL的离屏渲染缓冲区对象FBO。
7.一种提高实时渲染交互流畅性的装置，其特征在于，包括：
场景划分模块，用于将待渲染的三维场景划分为静态和动态两部分，所述动态部分为交互编辑的局部场景，所述静态部分为所述局部场景以外的场景；初次渲染模块，用于首先将场景的静态部分渲染到后台缓冲区予以保存，然后将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再渲染场景的动态部分到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括动态渲染模块，用于当场景的动态部分发生变化时，先将后台缓冲区保存的静态部分渲染结果复制到帧缓冲区，再将变化后的场景动态部分渲染到帧缓冲区，最后将帧缓冲区的内容显示在显示设备上。
9.如权利要求6所述的装置，其特征在于，场景划分模块中所述局部场景为局部模型。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述局部模型为BIM模型。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述场景的动态部分发生变化包括：局部模型被拖动或者被编辑。
12.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述后台缓冲区对应0penGL的离屏渲染缓冲区对象FB0。
13.一种电子设备，其特征在于，该电子设备包括：存储装置；一个或多个处理器；其中，存储装置用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
14.一种计算机程序产品，包括计算机程序指令，当所述指令由处理器执行时，用于实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
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