CN117234451A - 面向大场景渲染的场景剔除方法及其对应的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种面向大场景渲染的场景剔除方法及其对应的装置，用以减少场景剔除计算量，减少每帧场景剔除耗费的时间，加速渲染绘制。面向大场景渲染的场景剔除方法包括：根据待渲染场景中物体在当前视口上的最小显示像素宽度，将待渲染场景中物体划分为多个分组，每个分组对应一个可视大小范围区间；为每个分组构建一颗八叉树；计算最小可视大小范围区间对应的八叉树中各层级对应的需求远裁剪面，并结合相机参数，构建层级视锥体；将层级视椎体依次与每棵八叉树进行相交测试，剔除不需要绘制的物体。
Description
技术领域
本发明涉及数字孪生技术领域，尤其涉及一种面向大场景渲染的场景剔除方法及其对应的装置。
背景技术
在三维实时渲染系统中，为提高三维渲染效率，要对待渲染的各种数据进行有效组织和管理，一般使用具有层次结构的空间数据结构存储待渲染物体。八叉树是一种常见的场景管理数据结构。八叉树通过将整个场景包含在一个最小的轴对齐包围盒中进行构造，递归分割，直到达到最大递归层次或包围盒中包含的图元小于某个阈值。在面向大场景的渲染中，一般通过八叉树（松散八叉树）来管理场景中的物体，再通过视椎体剔除算法，获得当前帧需要渲染的物体，进而进行渲染绘制。
在渲染大尺度场景时，如以地球为渲染对象时，相机在高空中，为了看见地球正面，远裁剪面设置的很大。此时，地面上有大量小物体时，离相机很远，最终看不见。按照传统场景管理逻辑，所有物体都会加入到一棵八叉树中进行管理；此时这些小物体虽然最终看不见（绘制不出来），但都参与了场景剔除计算，耗费了计算时间，拖慢了渲染帧率。
发明内容
本发明实施例提供一种面向大场景渲染的场景剔除方法及其对应的装置，用以解决现有技术中大尺度场景渲染效率低的问题。
本发明实施例的面向大场景渲染的场景剔除方法，包括：
根据待渲染场景中物体在当前视口上的最小显示像素宽度，将所述待渲染场景中物体划分为多个分组，每个所述分组对应一个可视大小范围区间，所述可视大小范围区间表示其对应的分组内的物体在所述当前视口上的最小显示像素宽度的范围区间；
为每个所述分组构建一颗八叉树，所述八叉树管理其对应分组中的物体；所有所述八叉树的结构均相同；
基于公式1-2，计算最小可视大小范围区间对应的八叉树中各层级对应的需求远
裁剪面：
公式1，
公式2，
其中，表示边长为1米的立方体盒子在所述当前视口上显示的像素宽度为
1像素时距离所述当前相机的距离；viewportHeight表示所述当前视口的高度；heightZ1表
示距离当前相机一米处所述当前相机视野空间内垂直面的高度；sceneLevel表示待渲染场
景层级；
将所述需求远裁剪面与所述当前相机的远裁剪面进行比较，若所述需求远裁剪面大于所述当前相机的远裁剪面，则确定所述当前相机的远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；否则，确定所述需求远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；依次递归计算，直到所述需求远裁剪面小于当前相机的近裁剪面时收敛退出，以获得层级视椎体；
将所述层级视椎体依次与每棵所述八叉树进行相交测试，剔除不需要绘制的物体，包括：
针对每颗所述八叉树，从所述层级视椎体中查找与所述八叉树中根节点匹配的远裁剪面作为开始远裁剪面并将所述开始远裁剪面与所述八叉树中根节点执行相交运算；
从所述开始远裁剪面开始依次向后移动一层作为当前远裁剪面，从所述八叉树中根节点开始依次向后移动一层作为当前层节点，对所述当前远裁剪面和所述当前层节点执行相交运算。
本发明实施例的面向大场景渲染的场景剔除装置，包括：
物体管理模块，用于：根据待渲染场景中物体在当前视口上的最小显示像素宽度，将所述待渲染场景中物体划分为多个分组，每个所述分组对应一个可视大小范围区间，所述可视大小范围区间表示其对应的分组内的物体在所述当前视口上的最小显示像素宽度的范围区间；为每个所述分组构建一颗八叉树，所述八叉树管理其对应分组中的物体；所有所述八叉树的结构均相同；
层级视椎体计算模块，用于：基于公式1-2，计算最小可视大小范围区间对应的八
叉树中各层级对应的需求远裁剪面：
公式1，
公式2，
其中，表示边长为1米的立方体盒子在所述当前视口上显示的像素宽度为
1像素时距离所述当前相机的距离；viewportHeight表示所述当前视口的高度；heightZ1表
示距离当前相机一米处所述当前相机视野空间内垂直面的高度；sceneLevel表示待渲染场
景层级；将所述需求远裁剪面与所述当前相机的远裁剪面进行比较，若所述需求远裁剪面
大于所述当前相机的远裁剪面，则确定所述当前相机的远裁剪面为当前层级节点的远裁剪
面；否则，确定所述需求远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；依次递归计算，直到所述需
求远裁剪面小于当前相机的近裁剪面时收敛退出，以获得层级视椎体；
剔除模块，用于将所述层级视椎体依次与每棵所述八叉树进行相交测试，剔除不需要绘制的物体，包括：
针对每颗所述八叉树，从所述层级视椎体中查找与所述八叉树中根节点匹配的远裁剪面作为开始远裁剪面并将所述开始远裁剪面与所述八叉树中根节点执行相交运算；
从所述开始远裁剪面开始依次向后移动一层作为当前远裁剪面，从所述八叉树中根节点开始依次向后移动一层作为当前层节点，对所述当前远裁剪面和所述当前层节点执行相交运算。
本发明实施例还对应提出一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的面向大场景渲染的场景剔除方法的步骤。
本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的面向大场景渲染的场景剔除方法的步骤。
采用本发明实施例，通过改进传统的场景管理方式和场景剔除算法，可以减少场景剔除计算量，减少每帧场景剔除耗费的时间，加速渲染绘制。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例中面向大场景渲染的场景剔除方法流程图；
图2是本发明实施例中八叉树划分逻辑示意图；
图3是本发明实施例中八叉树与层级视椎体对应关系图；
图4是本发明实施例中各棵八叉树根节点与层级视椎体中各层远裁剪面之间的对应关系示意图；
图5是本发明实施例中需求远裁剪面计算逻辑图；
图6是本发明实施例中相机视椎体侧视图；
图7是本发明实施例中相机视椎体俯视图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。另外，在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
本发明实施例提出一种面向大场景渲染的场景剔除方法，这里的“大场景”可以理解为与地球绘制场景同一量级的场景。
本发明实施例的面向大场景渲染的场景剔除方法，包括：
根据待渲染场景中物体在当前视口（即投影到目标屏幕上）上的最小显示像素宽度，将所述待渲染场景中物体划分为多个分组，每个所述分组对应一个可视大小范围区间，所述可视大小范围区间表示其对应的分组内的物体在所述当前视口上的最小显示像素宽度的范围区间；
需要说明的是，这里的“最小显示像素宽度”为物体的一种属性，表示物体在当前视口上能够显示的最小像素宽度。物体投影到目标屏幕上小于该像素宽度，就不再绘制了；调节该属性值，可以控制在同一相机参数下的绘制物体数量。
为每个所述分组构建一颗八叉树，所述八叉树管理其对应分组中的物体；所有所述八叉树的结构均相同；
基于公式1-2，计算最小可视大小范围区间对应的八叉树中各层级对应的需求远
裁剪面：
公式1，
公式2，
其中，表示边长为1米的立方体盒子在所述当前视口上显示的像素宽度为
1像素时距离所述当前相机的距离；viewportHeight表示所述当前视口的高度；heightZ1表
示距离当前相机一米处所述当前相机视野空间内垂直面的高度；sceneLevel表示待渲染场
景层级；例如，针对地球而言，根节点对应的sceneLevel等于23，根节点能够包裹整个地球；
根节点的下级节点sceneLevel减1。
将所述需求远裁剪面与所述当前相机的远裁剪面进行比较，若所述需求远裁剪面大于所述当前相机的远裁剪面，则确定所述当前相机的远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；否则，确定所述需求远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；依次递归计算，直到所述需求远裁剪面小于当前相机的近裁剪面时收敛退出，以获得层级视椎体；
在实际计算过程中，可以每计算一次需求远裁剪面，就执行一次比较过程，直到计算出的需求远裁剪面小于当前相机的近裁剪面时收敛退出，停止对需求远裁剪面的计算。
将所述层级视椎体依次与每棵所述八叉树进行相交测试，剔除不需要绘制的物体，包括：
针对每颗所述八叉树，从所述层级视椎体中查找与所述八叉树中根节点匹配的远裁剪面作为开始远裁剪面并将所述开始远裁剪面与所述八叉树中根节点执行相交运算；可视大小范围区间从小到大的顺序与层级视椎体中远裁剪面从高到低的顺序一致。如图4所示，最小可视大小范围区间的根节点对应层级视椎体中第0层远裁剪面，第二小可视大小范围区间的根节点对应层级视椎体中第1层远裁剪面，第三小可视大小范围区间的根节点对应层级视椎体中第2层远裁剪面，依次往下对应。
从所述开始远裁剪面开始依次向后移动一层作为当前远裁剪面，从所述八叉树中根节点开始依次向后移动一层作为当前层节点，对所述当前远裁剪面和所述当前层节点执行相交运算。
本发明实施例相较于传统的场景管理使用一棵八叉树进行场景组织的方案能够减小计算量，提高渲染效率。
以地球场景绘制为例，假设此时要绘制的可视大小为1像素；在传统场景管理方式，在地球高空看地面时，此时远裁剪面非常大，大约为地球半径结合相机高度大小；此时地面上物体如果很小，投影到屏幕上不足1像素，如果用很大的远裁剪面计算，虽然计算结果在视椎体内，但因为太小不绘制（小于1像素）；这时的优化策略为找一个合适的远裁剪面，远裁剪面之外的物体最终投影都小于1像素，这样该远裁剪面之外的物体就不用参与剔除计算了。
本发明实施例的方案通过对物体的可视大小进行分组，使用多棵八叉树进行管理；同时，使用层级视椎体，对不同的八叉树层级节点，使用不同的远裁剪面参数进行剔除计算，相较于使用同一个超大远裁剪面进行剔除计算，在大场景渲染时，有效减少了场景剔除计算量，节省每帧场景剔除时间，提高了渲染帧率。
另外，需要说明的是，本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
在本发明的一些实施例中，在对待渲染场景中物体进行划分时将其划分为九个分组，所述九个分组对应的可视大小范围区间依次为：[0像素,1像素)、[1像素,2像素)、[2像素,4像素)、[4像素,8像素)、[8像素,16像素)、[16像素,32像素)、[32像素,64像素)、[64像素,128像素) 、[128像素,256像素)。
进一步的，所述从所述层级视椎体中查找与所述八叉树中根节点匹配的远裁剪面作为开始远裁剪面，包括：
所述可视大小范围区间为[0像素,1像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第0层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[1像素,2像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第1层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[2像素,4像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第2层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[4像素,8像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第3层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[8像素,16像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第4层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[16像素,32像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第5层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[32像素,64像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第6层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[64像素,128像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第7层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[128像素,256像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第8层远裁剪面。
下面参照附图以地球渲染为例详细描述根据本发明的面向大场景渲染的场景剔除方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性描述，而不应理解为对本发明的具体限制。
参照图1所示，本发明的面向大场景渲染的场景剔除方法包括：
场景组织过程：
场景中物体具有可视大小属性，该属性为绘制时物体投影到屏幕上的像素宽度。当物体投影到屏幕时，像素宽度大于可视大小时，绘制该物体；小于可视大小时，不绘制该物体。
根据物体的可视大小，场景管理中的八叉树分为多棵八叉树，每棵八叉树对应一定的可视大小范围区间，参照图2所示。典型的可分为9棵八叉树：[0,1), [1,2), [2,4),[4,8), [8,16), [16,32), [32,64), [64,128) , [128,256)。备注：[0,1)的八叉树，管理可视大小小于1像素的物体；[1,2)的八叉树，管理可视大小小于2像素大于1像素的物体。
物体在挂载到不同的八叉树时，递归查找对应的深度，找到深度最深的一级节点挂载。最深的一级节点指，在该层级的八叉树节点包围盒正好能包裹住物体，再向下已经不能包裹住该物体。
场景剔除过程：
计算层级视椎体。针对每一帧图像，取当前相机的近裁剪面、远裁剪面参数。获取八叉树最大包围盒（此最大包围盒为正好包裹住地球，且为2的幂次方）。八叉树包围盒由根节点向其子节点，每层级每一维度大小是折半的。由根节点包围盒大小，计算需求远裁剪面大小，如果计算结果大于当前相机远裁剪面值，取相机的远裁剪面值。计算下一级需求远裁剪面大小，该需求远裁剪面与八叉树的第二级节点匹配；因八叉树的节点包围盒在每一维度上向下划分是折半的，此时上一级远裁剪面除2，即为当前需求远裁剪面大小；同时，当前需求远裁剪面如果大于当前相机远裁剪面值，取相机的远裁剪面值。依次递归计算，直到计算出的远裁剪面值小于相机的近裁剪面值，此时收敛退出。
所有的9棵八叉树，将每棵八叉树分别与层级视椎体进行剔除计算，参照图3-图4所示；
第一棵八叉树[0,1)，该八叉树管理了所有可视大小小于1像素的物体。八叉树根节点与层级视椎体第0层远裁剪面、近裁剪面形成的视椎体进行相交计算；在视椎体内部和相交的八叉树节点中的物体，将会被绘制。依次递归，八叉树第二级节点与层级视椎体第1层远裁剪面、近裁剪面形成的视椎体进行相交计算。直到达到层级视椎体的最后一层或八叉树的最后一级，退出。
第二棵八叉树[1,2)，该八叉树管理了所有可视大小大于等于1像素，小于2像素的物体。由于八叉树节点层次与层级视椎体远裁剪面的线性关系，当前八叉树根节点与层级视椎体第1层远裁剪面、近裁剪形成的视椎体进行相交计算；在视椎体内部和相交的八叉树节点中的物体，将会被绘制。依次递归向下计算，直到达到层级视椎体的最后一层或八叉树的最后一级，退出。
其他八叉树类似上述计算，只是不同八叉树的不同层级节点，要选择相匹配的远裁剪面进行计算。
所有9棵八叉树，进行场景剔除计算完毕后，剔除计算结果为视椎体内或与视椎体相交的物体，进入绘制流程。
其中，参照图5-图7，远裁剪面计算逻辑为：
在相机的视椎体中，求值level0Z，该值为边长为1米的立方体盒子，投影到屏幕上宽度为1像素；计算公式如下：
，
level0Z：z = level0Z时，边长为1米的立方体盒子，投影到屏幕上宽度为1；
viewportHeight：视图区的屏幕高度；
heightZ1：z = 1处，视椎体的高度。
求需求远裁剪面zfar，计算公式如下：
，
sceneLevel：八叉树根节点为正好包裹住地球大小，且半轴长度为2的幂次方，这里半轴长度为223；当前sceneLevel = 23。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
对应于上述方法，本发明实施例还提出一种面向大场景渲染的场景剔除装置，包括：
物体管理模块，用于：根据待渲染场景中物体在当前视口上的最小显示像素宽度，将所述待渲染场景中物体划分为多个分组，每个所述分组对应一个可视大小范围区间，所述可视大小范围区间表示其对应的分组内的物体在所述当前视口上的最小显示像素宽度的范围区间；为每个所述分组构建一颗八叉树，所述八叉树管理其对应分组中的物体；所有所述八叉树的结构均相同；
层级视椎体计算模块，用于：基于公式1-2，计算最小可视大小范围区间对应的八
叉树中各层级对应的需求远裁剪面：
公式1，
公式2，
其中，表示边长为1米的立方体盒子在所述当前视口上显示的像素宽度为
1像素时距离所述当前相机的距离；viewportHeight表示所述当前视口的高度；heightZ1表
示距离当前相机一米处所述当前相机视野空间内垂直面的高度；sceneLevel表示待渲染场
景层级；将所述需求远裁剪面与所述当前相机的远裁剪面进行比较，若所述需求远裁剪面
大于所述当前相机的远裁剪面，则确定所述当前相机的远裁剪面为当前层级节点的远裁剪
面；否则，确定所述需求远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；依次递归计算，直到所述需
求远裁剪面小于当前相机的近裁剪面时收敛退出，以获得层级视椎体；
剔除模块，用于将所述层级视椎体依次与每棵所述八叉树进行相交测试，剔除不需要绘制的物体，包括：
针对每颗所述八叉树，从所述层级视椎体中查找与所述八叉树中根节点匹配的远裁剪面作为开始远裁剪面并将所述开始远裁剪面与所述八叉树中根节点执行相交运算；
从所述开始远裁剪面开始依次向后移动一层作为当前远裁剪面，从所述八叉树中根节点开始依次向后移动一层作为当前层节点，对所述当前远裁剪面和所述当前层节点执行相交运算。
在本发明的一些实施例中，所述物体管理模块，用于：
将所述待渲染场景中物体划分为九个分组，所述九个分组对应的可视大小范围区间依次为：[0像素,1像素)、[1像素,2像素)、[2像素,4像素)、[4像素,8像素)、[8像素,16像素)、[16像素,32像素)、[32像素,64像素)、[64像素,128像素) 、[128像素,256像素)。
在本发明的一些实施例中，所述剔除模块，用于：
所述可视大小范围区间为[0像素,1像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第0层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[1像素,2像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第1层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[2像素,4像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第2层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[4像素,8像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第3层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[8像素,16像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第4层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[16像素,32像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第5层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[32像素,64像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第6层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[64像素,128像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第7层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[128像素,256像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第8层远裁剪面。
在本发明的一些实施例中，所述待渲染场景为地球，sceneLevel=23。
本发明实施例还对应提出一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的面向大场景渲染的场景剔除方法的步骤。
本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的面向大场景渲染的场景剔除方法的步骤。
计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线、光缆、射频信号等等，或者上述的任意合适的组合。
需要说明的是，在本说明书的描述中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。
不应将位于括号之内的任何参考符号构造成对权利要求的限制。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。单词第一、第二、以及第三等的使用是用于区别类似的对象，不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (10)
1.一种面向大场景渲染的场景剔除方法，其特征在于，包括：
根据待渲染场景中物体在当前视口上的最小显示像素宽度，将所述待渲染场景中物体划分为多个分组，每个所述分组对应一个可视大小范围区间，所述可视大小范围区间表示其对应的分组内的物体在所述当前视口上的最小显示像素宽度的范围区间；
为每个所述分组构建一颗八叉树，所述八叉树管理其对应分组中的物体；所有所述八叉树的结构均相同；
基于公式1-2，计算最小可视大小范围区间对应的八叉树中各层级对应的需求远裁剪面：
公式1，
公式2，
其中，表示边长为1米的立方体盒子在所述当前视口上显示的像素宽度为1像素时距离当前相机的距离；viewportHeight表示所述当前视口的高度；heightZ1表示距离所述当前相机一米处所述当前相机视野空间内垂直面的高度；sceneLevel表示待渲染场景层级；
将所述需求远裁剪面与所述当前相机的远裁剪面进行比较，若所述需求远裁剪面大于所述当前相机的远裁剪面，则确定所述当前相机的远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；否则，确定所述需求远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；依次递归计算，直到所述需求远裁剪面小于所述当前相机的近裁剪面时收敛退出，以获得层级视椎体；
将所述层级视椎体依次与每棵所述八叉树进行相交测试，剔除不需要绘制的物体，包括：
针对每颗所述八叉树，从所述层级视椎体中查找与所述八叉树中根节点匹配的远裁剪面作为开始远裁剪面并将所述开始远裁剪面与所述八叉树中根节点执行相交运算；
从所述开始远裁剪面开始依次向后移动一层作为当前远裁剪面，从所述八叉树中根节点开始依次向后移动一层作为当前层节点，对所述当前远裁剪面和所述当前层节点执行相交运算。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述待渲染场景中物体划分为多个分组，包括：
将所述待渲染场景中物体划分为九个分组，所述九个分组对应的可视大小范围区间依次为：[0像素,1像素)、[1像素,2像素)、[2像素,4像素)、[4像素,8像素)、[8像素,16像素)、[16像素,32像素)、[32像素,64像素)、[64像素,128像素) 、[128像素,256像素)。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述层级视椎体中查找与所述八叉树中根节点匹配的远裁剪面作为开始远裁剪面，包括：
所述可视大小范围区间为[0像素,1像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第0层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[1像素,2像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第1层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[2像素,4像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第2层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[4像素,8像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第3层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[8像素,16像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第4层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[16像素,32像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第5层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[32像素,64像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第6层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[64像素,128像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第7层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[128像素,256像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第8层远裁剪面。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待渲染场景为地球，sceneLevel=23。
5.一种面向大场景渲染的场景剔除装置，其特征在于，包括：
物体管理模块，用于：根据待渲染场景中物体在当前视口上的最小显示像素宽度，将所述待渲染场景中物体划分为多个分组，每个所述分组对应一个可视大小范围区间，所述可视大小范围区间表示其对应的分组内的物体在所述当前视口上的最小显示像素宽度的范围区间；为每个所述分组构建一颗八叉树，所述八叉树管理其对应分组中的物体；所有所述八叉树的结构均相同；
层级视椎体计算模块，用于：基于公式1-2，计算最小可视大小范围区间对应的八叉树中各层级对应的需求远裁剪面：
公式1，
公式2，
其中，表示边长为1米的立方体盒子在所述当前视口上显示的像素宽度为1像素时距离当前相机的距离；viewportHeight表示所述当前视口的高度；heightZ1表示距离所述当前相机一米处所述当前相机视野空间内垂直面的高度；sceneLevel表示待渲染场景层级；将所述需求远裁剪面与所述当前相机的远裁剪面进行比较，若所述需求远裁剪面大于所述当前相机的远裁剪面，则确定所述当前相机的远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；否则，确定所述需求远裁剪面为当前层级节点的远裁剪面；依次递归计算，直到所述需求远裁剪面小于所述当前相机的近裁剪面时收敛退出，以获得层级视椎体；
剔除模块，用于将所述层级视椎体依次与每棵所述八叉树进行相交测试，剔除不需要绘制的物体，包括：
针对每颗所述八叉树，从所述层级视椎体中查找与所述八叉树中根节点匹配的远裁剪面作为开始远裁剪面并将所述开始远裁剪面与所述八叉树中根节点执行相交运算；
从所述开始远裁剪面开始依次向后移动一层作为当前远裁剪面，从所述八叉树中根节点开始依次向后移动一层作为当前层节点，对所述当前远裁剪面和所述当前层节点执行相交运算。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述物体管理模块，用于：
将所述待渲染场景中物体划分为九个分组，所述九个分组对应的可视大小范围区间依次为：[0像素,1像素)、[1像素,2像素)、[2像素,4像素)、[4像素,8像素)、[8像素,16像素)、[16像素,32像素)、[32像素,64像素)、[64像素,128像素) 、[128像素,256像素)。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述剔除模块，用于：
所述可视大小范围区间为[0像素,1像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第0层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[1像素,2像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第1层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[2像素,4像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第2层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[4像素,8像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第3层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[8像素,16像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第4层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[16像素,32像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第5层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[32像素,64像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第6层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[64像素,128像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第7层远裁剪面；
所述可视大小范围区间为[128像素,256像素)对应的八叉树对应的开始远裁剪面为所述层级视椎体中第8层远裁剪面。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述待渲染场景为地球，sceneLevel=23。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的面向大场景渲染的场景剔除方法的步骤。
10.一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上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的面向大场景渲染的场景剔除方法的步骤。
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2023
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Also Published As
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