CN110827407A - 一种自动输出网格资源三角形合适度的方法和系统 - Google Patents
一种自动输出网格资源三角形合适度的方法和系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉一种自动输出网格资源三角形合适度的方法和系统,该方法用于实现:S10,调用游戏场景中的虚拟摄像机或人工智能角色对游戏场景进行逐步加载;S20,调用着色器对场景的模型物件进行逐一渲染,并对每个像素块属于同一三角形的像素个数;S30,着色器统计加载范围屏幕内的像素块分布数据,进一步,计算每个模型物件的三角形合适度,得到合适度;S40,将每个模型物件的三角形合适度写入文件。本发明的有益效果为:自动记录所有物件网格资源路径和其三角形合适度信息,开发或美术人员针对不合适的物件网格进行三角形网格调整优化,是三角形形状更合理或密度更低,这样可以提高显卡计算硬件单元的有效的利用率、提高游戏流畅性。
Description
技术领域
本发明的技术方案涉及手机游戏领域,特别涉及一种自动输出网格资源三角形合适度的方法和系统。
背景技术
现在主流PC游戏或终端游戏都是使用微软的Direct3D图形驱动接口实现。游戏网格资源是极其重要的资源,模型往往以三角形为单元的网格来描述,三角形网格越密集,模型就会越精致但越耗性能,三角形网格越稀疏,模型就会越粗糙但越节省性能,所以把握三角形网格密度及形状是极其重要的,需要在表现精致和性能流畅找一个平衡点。
图形渲染管线在顶点着色阶段后,三角形会被组装,然后对每个三角形进行光栅化操作得到大量的像素,像素再经过像素着色阶段后得到最终的颜色等等。当前游戏图形渲染的瓶颈往往在像素着色阶段,而现代显卡像素着色实际上不是以一个像素为单位进行并行着色,而是以2x2个像素块quad为单位,每个quad包含4个像素点,即同时处理4个像素而不是一个。如果三角形网格中有大量的斜长三角形或大量三角形被光栅化后像素只有1个或2个或3个,会导致以quad为单位进行处理时,每个quad中4个像素都经过计算,但因为这个三角形只占有这个quad的1个或2个或3个像素,quad中其他不属于这个三角形的像素经过计算后不会被使用,导致大量运算单元浪费,性能大幅下降。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供了一种自动输出网格资源三角形合适度的方法和系统,以quad中4个像素有几个像素属于同一个三角形进行分类,这四种类型分别是一个quad的4个像素中只有1个、2个、3个或4个像素属于同一个三角形,按这四种类型统计quad的分布。4个像素都属于同一个三角形的quad分布比例越高表明硬件性能发挥的更好,游戏性能会更好,表示三角形形状和大小合适,反之,只有一个像素属于同一个三角形的quad分布比例越高表明硬件很多性能浪费,游戏性能会更差,表示三角形形状或大小不合适,需要优化三角形网格资源。
本发明的技术方案包括一种自动输出网格资源三角形合适度的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:S10,接入游戏程序,调用游戏场景中的虚拟摄像机或人工智能角色对游戏场景进行逐步加载;S20,对游戏场景加载时,调用着色器对场景的模型物件进行逐一渲染,并对每个像素块属于同一三角形的像素个数;S30,着色器统计加载范围屏幕内的像素块分布数据,进一步,计算每个模型物件的三角形合适度,将得到的三角形合适度与预设值进行对比;S40,将每个模型物件的三角形合适度写入文件。
根据所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其中S10具体包括:当接入游戏程序时,在游戏场景中自动生成一个或多个人工智能角色自动根据扫描策略对游戏场景进行逐步加载,直至完成所有场景的加载,其中所述扫描策略为根据游戏场景进行逐区块扫描,直至完成对场景的全部扫描。
根据所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其中该方法还包括调用游戏程序的虚拟摄像机对游戏场景进行扫描。
根据所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其中该方法还包括通过手动对游戏场景进行自定义扫描。
根据所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其中着色器通过线程对模型物件资源中像素块进行读取,获取像素块中的像素的屏幕坐标及三角形索引,具体地:创建二维变量为三角形索引=量屏幕坐标/2,使用唯一线程对单个像素块进行写操作,在像素块第一次进行锁定状态下对像素识别,若三角形索引一致,则对用于统计属于同一三角形索引的统计数进行递增;在像素块锁定状态下对像素进行识别,若三角形索引与在像素块第一次进行锁定状态下一致,则对用于统计属于同一三角形索引的统计数进行递增。
根据所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其中S30具体包括:创建用于记录三角形合适度信息统计的数组,所述数组的元素用于表示每个像素块中属于同一个三角形的个数,遍历完成后得到每个像素块的4个像素的分类分布,创建统计接口提供对每个像素块的分类分布的获取。
根据所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其中S30还包括:调用统计接口对每个像素块的4个像素的分类分布进行统计,得到分布数据,所述分布数据=3个像素属于同一个三角形的个数/像素总量,其中像素总量=1个像素属于同一个三角形的个数+2个像素属于同一个三角形的个数+3个像素属于同一个三角形的个数。
根据所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其中S40还包括:若所述分布数据>90%,则表示物件网格资源的三角形合适度符合要求;若所述分布数据处于70%与90%之间,则表示物件网格资源的三角形合适度不佳;对所加载的场景输出物件路径名和对应网格三角形合适度信息到文本进行保存。
本发明的技术方案还包括一种自动输出网格资源三角形合适度的系统,其特征在于:加载模块,用于对游戏程序进行接入,调用游戏场景中的虚拟摄像机或人工智能角色对游戏场景进行逐步加载;像素块统计模块,用于对游戏场景加载时,调用着色器对场景的模型物件进行逐一渲染,并对每个像素块属于同一三角形的像素个数;三角形分布模块,用于使用着色器统计加载范围屏幕内的像素块分布数据,进一步,计算每个模型物件的三角形合适度,将得到的三角形合适度与预设值进行对比;写入模块,用于将每个模型物件的三角形合适度写入文件。
本发明的有益效果为:在人工或机器人跑遍游戏地图后,自动记录所有物件网格资源路径和其三角形合适度信息,开发或美术人员针对不合适的物件网格进行三角形网格调整优化,是三角形形状更合理或密度更低,这样可以提高显卡计算硬件单元的有效的利用率、提高游戏流畅性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明;
图1所示为根据本发明实施方式的总体流程图;
图2所示为根据本发明实施方式系统框图;
图3所示为根据本发明实施方式的具体实施方式一的流程。
具体实施方式
本部分将详细描述本发明的具体实施例,本发明之较佳实施例在附图中示出,附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述,使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案,但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
图1所示为根据本发明实施方式的总体流程图。该流程具体包括:S10,接入游戏程序,调用游戏场景中的虚拟摄像机或人工智能角色对游戏场景进行逐步加载;S20,对游戏场景加载时,调用着色器对场景的模型物件进行逐一渲染,并对每个像素块属于同一三角形的像素个数;S30,着色器统计加载范围屏幕内的像素块分布数据,进一步,计算每个模型物件的三角形合适度,将得到的三角形合适度与预设值进行对比;S40,将每个模型物件的三角形合适度写入文件。
基于上述流程,本发明的技术方案提供了以下更加具体的实施例,包括以下四步:
第一步:在电脑上编写GPU可运行的shader,依据屏幕分辨率得到quad总数量,并计算每个quad中属于同一个三角形的像素个数。PixelShader主函数有两个参数,SV_Position表示此像素屏幕坐标,SV_PrimitiveID表示此像素归属的三角形索引。Direct3DUnordered Access Views(简称UAV)可以让shader在不同的线程中对texture资源类型进行同时读写,假设当前屏幕分辨率为screenWidth*screenHeight,定义texture资源类型的quadLockUAV和quadSamePrimCountUAV,根据quad为2*2个像素原理,它们的宽和高都是屏幕的一半,即screenWidth/2和screenHeight/2,quadLockUAV表示每个quad的锁定状态且初始值都为未锁定,quadSamePrimCountUAV表示每个quad有多少个像素点属于同一个三角形且初始值都为0,定义二维变量quadIndex=SV_Position.xy/2,使用原子操作函数,保证同时只有一个线程对其进行写操作,如InterlockedCompareExchange、InterlockedAdd等函数。当quad是第一次时进行加锁,即InterlockedCompareExchange(quadLockUAV[quadIndex],-1,SV_PrimitiveID,prevPimitiveID),prevPimitiveID为此quad之前三角形索引,并对统计进行加1,即InterlockedAdd(quadSamePrimCountUAV,1)。如果不是第一次,则判断SV_PrimitiveID和prevPimitiveID是否相同,如果相同,则对统计进行加1,即InterlockedAdd(quadSamePrimCountUAV,1),如果不相同,表示此像素不属于同一个三角形。最后quadSamePrimCountUAV统计了每个quad的4个像素中有多少个像素属于同一个三角形。
第二步:使用c++语言定义接口collectTriangleInfo,实现对三角形合适度信息统计。定义数组quadClassify[4],每个元素表示对应类型quad的个数,如quadClassify[0]表示4个像素中只有1个像素属于同一个三角形的quad个数,quadClassify[i]表示4个像素中只有i+1个像素属于同一个三角形的quad个数。遍历第一步得到的texture资源类型quadSamePrimCountUAV,每次遍历中,quadSamePrimCountUAV[quadIndex]值为这个quad中属于同一个三角形的像素个数,对相应的quadClassify进行自加1操作,即++quadClassify[quadSamePrimCountUAV[quadIndex]]。最后数组quadClassify的4个元素值则为quad的分类分布。
第三步:游戏渲染引擎中使用第一步的shader分别对场景所有物件进行绘制,每绘制一个物件后,使用第二步的collectTriangleInfo接口得到quad的分布数据,quad总数量quadCount,则quadCount=quadClassify[0]+quadClassify[1]+quadClassify[2]+quadClassify[3],如果quadClassify[3]/quadCount大于90%,表示这个物件网格资源的三角形合适,如果quadClassify[3]/quadCount在70%和90%之间,表示这个物件网格资源的三角形合适度不佳,建议进一步调整,如果更低,表示极度不合理。输出物件路径名和其网格三角形合适度信息到文本进行保存。
第四步:运行游戏,跑遍整个场景,即可得到包含整个场景所有物件的网格三角形合适度信息的文本。
图2所示为根据本发明实施方式系统框图。该系统包括:加载模块,用于对游戏程序进行接入,调用游戏场景中的虚拟摄像机或人工智能角色对游戏场景进行逐步加载;像素块统计模块,用于对游戏场景加载时,调用着色器对场景的模型物件进行逐一渲染,并对每个像素块属于同一三角形的像素个数;三角形分布模块,用于使用着色器统计加载范围屏幕内的像素块分布数据,进一步,计算每个模型物件的三角形合适度,将得到的三角形合适度与预设值进行对比;写入模块,用于将每个模型物件的三角形合适度写入文件。
图3所示为根据本发明实施方式的具体实施方式一。具体包括步骤S301~S305,如下所示:
S301,游戏项目中实现技术方案第一步中的shader,即quadInfoShader。
S302,游戏引擎中实现图1实施例的第二步和第三步。
S303,游戏出包,运行游戏,人工跑遍整个地图,或机器人自动跑图,会得到一个数据文件,其记录了所有物件路径及其三角形合适度信息。
S304,人工分析这个数据文件,针对三角形合适度不够的物件网格资源,进一步进行优化,如检查是否有大量斜长三角形,或大量三角形面积特别小,并针对性进行优化。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (9)
1.一种自动输出网格资源三角形合适度的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
S10,接入游戏程序,调用游戏场景中的虚拟摄像机或人工智能角色对游戏场景进行逐步加载;
S20,对游戏场景加载时,调用着色器对场景的模型物件进行逐一渲染,并对每个像素块属于同一三角形的像素个数;
S30,着色器统计加载范围屏幕内的像素块分布数据,进一步,计算每个模型物件的三角形合适度,将得到的三角形合适度与预设值进行对比;
S40,将每个模型物件的三角形合适度写入文件。
2.根据权利要求1所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其特征在于,所述S10具体包括:
当接入游戏程序时,在游戏场景中自动生成一个或多个人工智能角色自动根据扫描策略对游戏场景进行逐步加载,直至完成所有场景的加载,其中所述扫描策略为根据游戏场景进行逐区块扫描,直至完成对场景的全部扫描。
3.根据权利要求2所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其特征在于,该方法还包括调用游戏程序的虚拟摄像机对游戏场景进行扫描。
4.根据权利要求2所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其特征在于,该方法还包括通过手动对游戏场景进行自定义扫描。
5.根据权利要求1所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,所述着色器通过线程对模型物件资源中像素块进行读取,获取像素块中的像素的屏幕坐标及三角形索引,具体地:
创建二维变量为三角形索引=量屏幕坐标/2,使用唯一线程对单个像素块进行写操作,
在像素块第一次进行锁定状态下对像素识别,若三角形索引一致,则对用于统计属于同一三角形索引的统计数进行递增;
在像素块锁定状态下对像素进行识别,若三角形索引与在像素块第一次进行锁定状态下一致,则对用于统计属于同一三角形索引的统计数进行递增。
6.根据权利要求5所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其特征在于,所述S30具体包括:
创建用于记录三角形合适度信息统计的数组,所述数组的元素用于表示每个像素块中属于同一个三角形的个数,遍历完成后得到每个像素块的4个像素的分类分布,创建统计接口提供对每个像素块的分类分布的获取。
7.根据权利要求6所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其特征在于,所述S30还包括:
调用统计接口对每个像素块的4个像素的分类分布进行统计,得到分布数据,所述分布数据=3个像素属于同一个三角形的个数/像素总量,其中像素总量=1个像素属于同一个三角形的个数+2个像素属于同一个三角形的个数+3个像素属于同一个三角形的个数。
8.根据权利要求7所述的自动输出网格资源三角形合适度的方法,其特征在于,所述S40还包括:
若所述分布数据>90%,则表示物件网格资源的三角形合适度符合要求;
若所述分布数据处于70%与90%之间,则表示物件网格资源的三角形合适度不佳;
对所加载的场景输出物件路径名和对应网格三角形合适度信息到文本进行保存。
9.一种自动输出网格资源三角形合适度的系统,用于执行权利要求1-8任一所述方法,其特征在于:
加载模块,用于对游戏程序进行接入,调用游戏场景中的虚拟摄像机或人工智能角色对游戏场景进行逐步加载;
像素块统计模块,用于对游戏场景加载时,调用着色器对场景的模型物件进行逐一渲染,并对每个像素块属于同一三角形的像素个数;
三角形分布模块,用于使用着色器统计加载范围屏幕内的像素块分布数据,进一步,计算每个模型物件的三角形合适度,将得到的三角形合适度与预设值进行对比;
写入模块,用于将每个模型物件的三角形合适度写入文件。
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