CN111540035A - 粒子渲染方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施例提供了一种粒子渲染方法、装置及设备，其中，方法包括：确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值，从而解决现有技术在每次进行粒子渲染时，需要单独编写代码程序，设计复用性较差。
Description
技术领域
本文件涉及计算机技术领域，尤其涉及一种粒子渲染方法、装置及设备。
背景技术
粒子特效是为模拟现实中的如水、火、雾、气等效果由各种三维软件开发的制作模块，其原理是将无数的单个粒子组合使其呈现出固定形态，借由控制器，脚本来控制其整体或单个的运动，模拟出现真实的效果。
目前，在网页端没有通用的方法去渲染粒子特效。每次进行特效渲染时需要单独设计代码，既不利于代码积累，也不利于设计复用。
发明内容
本说明书提供了一种粒子渲染方法、装置及设备，用以解决现有技术在每次进行粒子渲染时，需要单独编写代码程序，设计复用性较差。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，本说明书实施例提供了一种粒子渲染方法。该方法包括：
确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
第二方面，本说明书实施例提供了一种粒子渲染装置。该装置包括：
信息确定模块，确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
实例处理模块，采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
粒子渲染模块，根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
第三方面，本说明书实施例提供了一种粒子渲染设备。该设备包括：
处理器；以及，
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器：
确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
第四方面，本说明书实施例提供了一种存储介质。该存储介质用于存储计算机可执行指令。所述计算机可执行指令在被执行时实现以下流程：
确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
本说明书实施例提供的粒子渲染方法、装置及设备，通过确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用参数值对预置的该属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。本说明书实施例中，通过在每次渲染时，根据确定的参数值对预置的属性函数进行实例化，从而实现对属性函数的复用；通过待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，一次性对待渲染粒子在多个时间节点的属性进行并行渲染处理，以提高渲染效率，同时减少对中间过程数据的存储成本。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书实施例提供的粒子渲染方法的场景示意图；
图2为本说明书实施例提供的粒子渲染方法的流程示意图一；
图3为本说明书实施例提供的粒子渲染方法的流程示意图二；
图4为本说明书实施例提供的粒子渲染装置的模块组成示意图；
图5为本说明书实施例提供的粒子渲染设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书实施例中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
图1为本说明书实施例提供的粒子渲染方法的场景示意图，如图1所示，该场景包括：图形编程接口、渲染模块和图像显示模块。其中，图形编程接口用于设计人员编写粒子渲染过程的源代码。例如，图形编程接口可以是WebGL(一种JavaScript API，用于浏览器中的图形编程)，在WebGL中，可采用如Shader编写粒子渲染的操作代码，该操作代码可以多次复用；编写好的操作代码经过编译后送入渲染模块中执行；在渲染模块中进行粒子渲染时，需要指定待渲染粒子的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数已在编写的操作代码中完成，可用于表征粒子属性随时间的变化规律；渲染模块根据预置的属性函数以及外部输入的参数值确定属性函数实例，并通过属性函数实例对待渲染粒子的属性进行计算，得到每个待渲染粒子在不同时间节点的属性值，这些粒子属性值经图像显示模块处理后得到最终的输出像素。
具体地，在进行粒子渲染时，渲染模块会先确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；初始属性值和参数值可通过外部输入获取；其中，属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律。渲染模块采用上述参数值对预置的属性函数进行实例化，得到属性函数实例。本说明书实施例中的属性函数只是定性表征粒子属性随时间的变化规律，不能直接对粒子属性值进行量化计算。在采用外部输入的参数值对属性函数进行实例化之后，该属性函数实例可对待渲染粒子的属性值进行量化计算。即：根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。由于针对每个待渲染粒子引入了生命周期对其粒子的变化状态进行管理，因此可以直接根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例独立地计算出粒子在其生命周期内各时间节点的属性状态，在具体计算时采用并行计算的方式可以有效缩短粒子渲染时长，提高渲染效率。
进一步地，在根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值时，可以对待渲染粒子的生命周期进行归一化，并确定生命周期内各时间节点对应的归一化节点；然后根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其对应的归一化节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各归一化节点的属性值。通过归一化不同粒子的生命周期，在实际播放像素动画时，不同生命周期的粒子均可以通过统一的归一化生命周期进行管理，从而将对不同生命周期的粒子的渲染过程与最终控制播放像素动画的过程分开管理。
进一步地，上述生命周期内各时间节点对应为基于粒子渲染所形成图像帧的播放时间节点，从而将渲染过程与图像显示过程进行关联，提高图像显示效果。
进一步地，在处理根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值时，可在图形处理器GPU中执行该处理过程。GPU的运算单元虽然小但是众多，恰恰可以很好的执行对多个时间节点的粒子属性的并行渲染的计算过程(计算逻辑简单，重复性强)；同时本方案中只需要对待渲染粒子的初始属性值进行存储，不需要存储渲染过程中的中间状态数据，很适合采用GPU中较小的缓存单元来存储。
进一步地，上述粒子属性可包括：生命周期、运动，所受外力，旋转，缩放，贴图坐标，透明度，颜色中的至少一种属性。
进一步地，上述属性函数可包括：常量函数、随机函数、直线函数、曲线函数、正弦函数、余弦函数中的任一种函数、或者至少两种函数构成的组合函数。
下面通过多个实施例来进一步说明本说明书的技术方案。
实施例一
基于上述应用场景架构，图2为本说明书实施例提供的粒子渲染方法的流程示意图一，图2中的方法能够由图1中的渲染模块执行，如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤S102，确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律。
其中，待渲染粒子可以是大量粒子构成的粒子系统，一个粒子系统可视为一个包含大量相似绘制粒子的集合，集合内的粒子可被批量上传到渲染模块进行渲染。每个粒子对应设置有自己的生命周期，粒子的生命周期代表粒子存在的时间。当生命周期开始时，粒子被开始运算和绘制，当生命周期结束后，粒子被销毁。
具体地，在对待渲染粒子进行渲染初始，需要先确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律。
其中，粒子属性可包括：生命周期、运动，所受外力，旋转，缩放，贴图坐标，透明度，颜色中的至少一种属性。通过确定每种属性的量化值，可以量化表征粒子的存在状态。待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值，表征了待渲染粒子在其生命周期内初始时刻的存在状态。而随着生命周期内时间的经过，粒子可呈现出按指定规律变化的存在状态，这种随时间变化所形成的规律可通过属性函数如f(t)来控制。粒子的每个属性，都可以对应通过至少一个属性函数来控制其属性状态的变化规律。例如，该属性函数可包括：常量函数、随机函数、直线函数、曲线函数、正弦函数、余弦函数中的任一种函数、或者至少两种函数构成的组合函数。具体函数解释如下：
1)常量函数，函数值不随着时间变化，且粒子系统中的每一个粒子都是相同的函数值。
2)随机函数，每个粒子的函数值在指定时间区间内生成，生成后函数值不随着时间变化。
3)直线函数，函数图像由不少于一段的连续单向直线函数组成，横轴代表生命周期，对于横轴上任意一点t，函数f(t)有且只有一个值与之对应。
每段函数的计算公示如下：
f(t)＝y0+(y1-y0)*(t-t0)/(t1-t0),t0≤t＜t1……………………(1)
4)曲线函数,函数图像由不少于一段的连续单向曲线函数组成，横轴代表生命周期，对于横轴上任意一点t，函数f(t)有且只有一个值与之对应，同时函数图像上的每一个点选择一个进入方向和离开方向，决定函数图像的变化路径。
每段曲线的计算公示如下：
其中k0out代表曲线起始点(y0,t0)进入方向的斜率，k1in代表曲线结束点(y1,t1)进入方向的斜率。
4)函数还包括但不限于正弦，余弦等多种函数组成的连续函数
需要说明的是，本说明书实施例为保证对属性函数进行最大应用范围下的函数复用，在设置属性函数时只是通过属性函数粗略定性粒子属性随时间的变化规律，该属性函数不能直接对粒子属性值进行量化计算，需要借助外部输入参数值来确定出属性函数能够量化计算的属性函数实例。通过对参数值的灵活配置，可以实现不同程度的量化结果。因此，在对待渲染粒子进行渲染初始，还需要确定用于染粒子所采用的属性函数的参数值。
步骤S104，采用参数值对预置的属性函数进行实例化，得到属性函数实例。
具体地，在确定用于染粒子所采用的属性函数的参数值后，可以基于该参数值对用于渲染粒子的属性函数进行实例化，使其变为可对粒子属性进行量化计算的属性函数实例。
例如，当选择的属性函数为直线函数时，则该直线函数所对应的参数值可以是直线的斜率。相应地，对直线函数进行实例化可具体为构建以该斜率作为直线函数斜率的过0点直线。
步骤S106，根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。
具体地，在得到可用于量化计算粒子属性变化的属性函数实例后，可结合待渲染粒子的初始属性值，对待渲染粒子各时间节点的属性分别进行量化计算(渲染处理)，以得到粒子在各时间节点的属性值。由于本方案中，粒子在每个时间节点的属性值均可以通过待渲染粒子的初始属性值以及属性函数实例直接渲染得到，因此在渲染各时间节点的属性值时，可以并行处理。以提高渲染的处理效率。
渲染不同粒子属性的过程示例可包括如下方面：
1.单个粒子的运动属性可包括但不限于位置变化，直线速度，环绕速度和加速度，采用相应的属性函数实例可共同决定粒子的最终运动位置。该运动位置决定粒子的呈现像素位置和范围。
所有的运动属性均可以通过连续函数表示，对于任意时间t，可以得到唯一的函数值。但运动速度需要对时间t进行微积分求和，得到位置变化。加速度变化需要对时间t进行二次微积分求和，得到位置变化。
2.单个粒子的旋转属性包括但不限于，旋转角度和旋转速度。粒子的最终旋转角度由这些相应的属性函数实例共同决定，但旋转速度需要进行微积分求和，得到旋转角度。旋转角度决定粒子的呈现像素位置和范围。
3.单个粒子的缩放属性包括但不限于，缩放大小和缩放速度。粒子的最终缩放大小由这些相应的属性函数实例共同决定，但缩放速度需要进行微积分求和，得到缩放大小。缩放大小决定粒子呈现像素位置和范围。
如果某一属性需要积分求和或者二次积分求和，对于所有的属性函数实例进行微积分求和方法为：
1)找到多段函数中，符合t0≤t＜t1的函数段，对于此函数段之前的函数段，每段进行函数全函数的微积分求和；
2)对于当前函数段，进行从函数起始点t0到t1的积分运算；
3)将1)和2)的积分运算结果相加，得到最终结果。
本说明书实施例提供的粒子渲染方法，通过确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用参数值对预置的该属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。本说明书实施例中，通过在每次渲染时，根据确定的参数值对预置的属性函数进行实例化，从而实现对属性函数的复用；通过待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，一次性对待渲染粒子在多个时间节点的属性进行并行渲染处理，以提高渲染效率，同时减少对中间过程数据的存储成本。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上，对图2所示的粒子渲染方法进行拓展和补充。
图3为本说明实施例提供的粒子渲染方法的流程示意图二，如图3所示，所述步骤S106可包括：
S106-2，对待渲染粒子的生命周期进行归一化，并确定生命周期内各时间节点对应的归一化节点。
具体地，粒子的生命周期代表粒子存在的时间，对生命周期进行归一化处理可以是将不同时长的生命周期归一化到统一区间中，例如归一化到区间[0，1]中。例如一个粒子生命周期总时长为3秒，当像素动画进行到1.5秒时，粒子的归一化生命周期为1.5s/3s＝0.5。当粒子生命周期>0时，粒子开始进行运算和绘制，当粒子生命周期>1时，粒子被销毁。
S106-4，根据待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对待渲染粒子在其对应的归一化节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各归一化节点的属性值。
在根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子进行渲染时，可以先计算待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性值，然后在将该属性值对应到相应的归一化生命周期中的归一化节点上。这样，在实际播放像素动画时，不同生命周期的粒子均可以通过统一的归一化生命周期进行管理，从而将对不同生命周期的粒子的渲染过程与最终控制播放粒子动画的过程分开管理。
进一步地，在执行步骤S106时，可以在图形处理器GPU中，根据待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。
GPU的运算单元虽然小但是众多，恰恰可以很好的执行对多个时间节点的粒子属性的并行渲染的计算过程(计算逻辑简单，重复性强)；同时本方案中只需要对待渲染粒子的初始属性值进行存储，不需要存储渲染过程中的中间状态数据，很适合采用GPU中较小的缓存单元来存储。
另外，本说明书实施例中可以WebGL作为图形编程接口并采用Shader编写属性函数。由于WebGL的特性限制，在Shader运行时，如果使用for语法，数组的索引必须为常数，同时需要找到最大的索引数目。
相应地，需要在GPU中进行复杂函数计算的特殊处理：
1.函数段的起点和终点成为函数的控制点，在Shader编程中，一个曲线函数的控制点数据类型为vec4，分别存储曲线控制点的数据(x,y,in,out)，x为横轴坐标，y为纵轴坐标，in为曲线的进入斜率，out为曲线的离开斜率。两个直线函数的控制点共用一个vec4，存储曲线的数据(x0,y0,x1,y1)，x为横轴坐标，y为纵轴坐标。
2.对于速度，旋转，缩放等属性用到的曲线数据紧密排列到一段内存地址中，并且每个属性通过一个vec4记录对应曲线的类型，曲线内存的其实索引，曲线的控制点数目。
3.将所有的函数控制点在shader中存入一个vec4的有限数组，通过索引来进行计算。通过动态编译Shader，在GPU中计算粒子的各种属性。
通过GPU并行运算，能极大提高程序运行效率，在粒子数量较多时，Shader运算比JavaScrpit运算更加高效。
本说明书实施例提供的粒子渲染方法，通过确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用参数值对预置的该属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。本说明书实施例中，通过在每次渲染时，根据确定的参数值对预置的属性函数进行实例化，从而实现对属性函数的复用；通过待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，一次性对待渲染粒子在多个时间节点的属性进行并行渲染处理，以提高渲染效率，同时减少对中间过程数据的存储成本。
实施例三
对应上述图2至图3描述的粒子渲染方法，基于相同的技术构思，本说明书实施例还提供一种粒子渲染装置。图4为本说明书实施例提供的粒子渲染装置的模块组成示意图，该装置用于执行图2至图3描述的粒子渲染方法，如图4所示，该装置包括：
信息确定模块201，确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
实例处理模块202，采用参数值对预置的属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
粒子渲染模块203，根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。
本说明书实施例提供的粒子渲染装置，通过确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用参数值对预置的该属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。本说明书实施例中，通过在每次渲染时，根据确定的参数值对预置的属性函数进行实例化，从而实现对属性函数的复用；通过待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，一次性对待渲染粒子在多个时间节点的属性进行并行渲染处理，以提高渲染效率，同时减少对中间过程数据的存储成本。
可选地，上述粒子渲染模块203可包括：
归一化单元，对待渲染粒子的生命周期进行归一化，并确定生命周期内各时间节点对应的归一化节点；
粒子渲染单元，根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其对应的归一化节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各归一化节点的属性值。
可选地，上述生命周期内各时间节点对应为基于粒子渲染所形成图像帧的播放时间节点。
可选地，粒子渲染模块203，在图形处理器GPU中，根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。
可选地，所述粒子属性包括：生命周期、运动，所受外力，旋转，缩放，贴图坐标，透明度，颜色中的至少一种属性。
可选地，所述属性函数包括：常量函数、随机函数、直线函数、曲线函数、正弦函数、余弦函数中的任一种函数、或者至少两种函数构成的组合函数。
本说明书实施例提供的粒子渲染装置，通过确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用参数值对预置的该属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。本说明书实施例中，通过在每次渲染时，根据确定的参数值对预置的属性函数进行实例化，从而实现对属性函数的复用；通过待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，一次性对待渲染粒子在多个时间节点的属性进行并行渲染处理，以提高渲染效率，同时减少对中间过程数据的存储成本。
需要说明的是，本说明书中关于粒子渲染装置的实施例与本说明书中关于粒子渲染方法的实施例基于同一发明构思，因此该实施例的具体实施可以参见前述对应的粒子渲染方法的实施，重复之处不再赘述。
实施例四
对应上述图2至图3描述的粒子渲染方法，基于相同的技术构思，本说明书实施例还提供一种粒子渲染设备，该设备用于执行上述的粒子渲染方法，图5为本说明书实施例提供的一种粒子渲染设备的结构示意图。
如图5所示，粒子渲染设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上的处理器301和存储器302，存储器302中可以存储有一个或一个以上存储应用程序或数据。其中，存储器302可以是短暂存储或持久存储。存储在存储器302的应用程序可以包括一个或一个以上模块(图示未示出)，每个模块可以包括粒子渲染设备中的一系列计算机可执行指令。更进一步地，处理器301可以设置为与存储器302通信，在粒子渲染设备上执行存储器302中的一系列计算机可执行指令。粒子渲染设备还可以包括一个或一个以上电源303，一个或一个以上有线或无线网络接口304，一个或一个以上输入输出接口305，一个或一个以上键盘306等。
在一个具体的实施例中，粒子渲染设备包括有存储器，以及一个或一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且一个或者一个以上程序可以包括一个或一个以上模块，且每个模块可以包括对粒子渲染设备中的一系列计算机可执行指令，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行该一个或者一个以上程序包含用于进行以下计算机可执行指令：
确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
本说明书实施例中提供的粒子渲染设备，通过确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用参数值对预置的该属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。本说明书实施例中，通过在每次渲染时，根据确定的参数值对预置的属性函数进行实例化，从而实现对属性函数的复用；通过待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，一次性对待渲染粒子在多个时间节点的属性进行并行渲染处理，以提高渲染效率，同时减少对中间过程数据的存储成本。
可选地，计算机可执行指令在被执行时，所述根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值包括：
对所述待渲染粒子的生命周期进行归一化，并确定所述生命周期内各时间节点对应的归一化节点；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其对应的所述归一化节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述归一化节点的属性值。
可选地，计算机可执行指令在被执行时，所述生命周期内各时间节点对应为基于粒子渲染所形成图像帧的播放时间节点。
可选地，计算机可执行指令在被执行时，所述根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值包括：
在图形处理器GPU中，根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
可选地，计算机可执行指令在被执行时，所述粒子属性包括：生命周期、运动，所受外力，旋转，缩放，贴图坐标，透明度，颜色中的至少一种属性。
可选地，计算机可执行指令在被执行时，所述属性函数包括：常量函数、随机函数、直线函数、曲线函数、正弦函数、余弦函数中的任一种函数、或者至少两种函数构成的组合函数。
本说明书实施例提供的粒子渲染设备，通过确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用参数值对预置的该属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。本说明书实施例中，通过在每次渲染时，根据确定的参数值对预置的属性函数进行实例化，从而实现对属性函数的复用；通过待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，一次性对待渲染粒子在多个时间节点的属性进行并行渲染处理，以提高渲染效率，同时减少对中间过程数据的存储成本。
需要说明的是，本说明书中关于粒子渲染设备的实施例与本说明书中关于粒子渲染方法的实施例基于同一发明构思，因此该实施例的具体实施可以参见前述对应的粒子渲染方法的实施，重复之处不再赘述。
实施例五
对应上述图2至图3描述的粒子渲染方法，基于相同的技术构思，本说明书实施例还提供一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，一个具体的实施例中，该存储介质可以为U盘、光盘、硬盘等，该存储介质存储的计算机可执行指令在被处理器执行时，能实现以下流程：
确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
本说明书实施例中提供的存储介质所存储的计算机可执行指令在被处理器执行时，通过确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用参数值对预置的该属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。本说明书实施例中，通过在每次渲染时，根据确定的参数值对预置的属性函数进行实例化，从而实现对属性函数的复用；通过待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，一次性对待渲染粒子在多个时间节点的属性进行并行渲染处理，以提高渲染效率，同时减少对中间过程数据的存储成本。
可选地，该存储介质存储的计算机可执行指令在被处理器执行时，所述根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值包括：
对所述待渲染粒子的生命周期进行归一化，并确定所述生命周期内各时间节点对应的归一化节点；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其对应的所述归一化节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述归一化节点的属性值。
可选地，该存储介质存储的计算机可执行指令在被处理器执行时，所述生命周期内各时间节点对应为基于粒子渲染所形成图像帧的播放时间节点。
可选地，该存储介质存储的计算机可执行指令在被处理器执行时，所述根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值包括：
在图形处理器GPU中，根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
可选地，该存储介质存储的计算机可执行指令在被处理器执行时，所述粒子属性包括：生命周期、运动，所受外力，旋转，缩放，贴图坐标，透明度，颜色中的至少一种属性。
可选地，该存储介质存储的计算机可执行指令在被处理器执行时，所述属性函数包括：常量函数、随机函数、直线函数、曲线函数、正弦函数、余弦函数中的任一种函数、或者至少两种函数构成的组合函数。本说明书实施例提供的存储介质所存储的计算机可执行指令在被处理器执行时，通过确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；该属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；采用参数值对预置的该属性函数进行实例化，得到属性函数实例；根据待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，对待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各时间节点的属性值。本说明书实施例中，通过在每次渲染时，根据确定的参数值对预置的属性函数进行实例化，从而实现对属性函数的复用；通过待渲染粒子的初始属性值和属性函数实例，一次性对待渲染粒子在多个时间节点的属性进行并行渲染处理，以提高渲染效率，同时减少对中间过程数据的存储成本。
需要说明的是，本说明书中关于存储介质的实施例与本说明书中关于粒子渲染方法的实施例基于同一发明构思，因此该实施例的具体实施可以参见前述对应的粒子渲染方法的实施，重复之处不再赘述。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
在20世纪30年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
本领域内的技术人员应明白，本说明书一个或多个实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书一个或多个实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本说明书是参照根据本说明书实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书一个或多个实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书的一个或多个实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本文件的实施例而已，并不用于限制本文件。对于本领域技术人员来说，本文件可以有各种更改和变化。凡在本文件的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本文件的权利要求范围之内。
Claims (14)
1.一种粒子渲染方法，包括：
确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
2.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值包括：
对所述待渲染粒子的生命周期进行归一化，并确定所述生命周期内各时间节点对应的归一化节点；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其对应的所述归一化节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述归一化节点的属性值。
3.根据权利要求2所述的方法，所述生命周期内各时间节点对应为基于粒子渲染所形成图像帧的播放时间节点。
4.根据权利要求1所述的方法，所述根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值包括：
在图形处理器GPU中，根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
5.根据权利要求1所述的方法，所述粒子属性包括：生命周期、运动，所受外力，旋转，缩放，贴图坐标，透明度，颜色中的至少一种属性。
6.根据权利要求1所述的方法，所述属性函数包括：常量函数、随机函数、直线函数、曲线函数、正弦函数、余弦函数中的任一种函数、或者至少两种函数构成的组合函数。
7.一种粒子渲染装置，包括：
信息确定模块，确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
实例处理模块，采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
粒子渲染模块，根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
8.根据权利要求7所述的装置，所述粒子渲染模块包括：
归一化单元，对所述待渲染粒子的生命周期进行归一化，并确定所述生命周期内各时间节点对应的归一化节点；
粒子渲染单元，根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其对应的所述归一化节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述归一化节点的属性值。
9.根据权利要求8所述的装置，所述生命周期内各时间节点对应为基于粒子渲染所形成图像帧的播放时间节点。
10.根据权利要求7所述的装置，所述粒子渲染模块，在图形处理器GPU中，根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
11.根据权利要求7所述的装置，所述粒子属性包括：生命周期、运动，所受外力，旋转，缩放，贴图坐标，透明度，颜色中的至少一种属性。
12.根据权利要求7所述的装置，所述属性函数包括：常量函数、随机函数、直线函数、曲线函数、正弦函数、余弦函数中的任一种函数、或者至少两种函数构成的组合函数。
13.一种粒子渲染设备，包括：
处理器；以及，
被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器：
确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值；所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
14.一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现以下流程：
确定待渲染粒子在其生命周期内的初始属性值、渲染粒子所采用的属性函数的参数值，所述属性函数用于表征粒子属性随时间的变化规律；
采用所述参数值对预置的所述属性函数进行实例化，得到属性函数实例；
根据所述待渲染粒子的初始属性值和所述属性函数实例，对所述待渲染粒子在其生命周期内各时间节点的属性进行并行渲染处理，得到经渲染处理的各所述时间节点的属性值。
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