CN117541457A - 一种曲面细分顶点的缓存方法、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片设计领域,特别是涉及一种曲面细分顶点的缓存方法、电子设备及存储介质,其通过逐层遍历三角形的顶点,按照指定顺序遍历每个三角形的顶点并将不同类型的顶点有序缓存并更新到第一缓存数据块和第二缓存数据块,其中,第二缓存数据块的更新步骤包括第二类顶点已由第二缓存数据块缓存,则不再更新;否则,将第二类顶点放入第二缓存数据块中。第一缓存数据块的更新步骤包括:当第一类顶点已由第一缓存数据块缓存,则不再更新;否则,当第一缓存数据块中缓存了三个顶点时,则删除第一缓存数据块中先缓存的一个临时顶点并将第一类顶点作为新的临时顶点放入第一缓存数据块中。本发明不仅能够节省面积而且能够提高命中率。
Description
技术领域
本发明涉及芯片设计领域,特别是涉及一种曲面细分顶点的缓存方法、电子设备及存储介质。
背景技术
曲面细分的作用是将大的图元内部切分为小的三角形,增加几何维度上的采样来更接近真实世界的渲染效果,其中图元可以是三角形、四边形等。用户设计的曲面可能会包括大量的图元,通过曲面细分将每个图元进一步细分为多个三角形,在细分的过程中会生成大量的顶点。若将所有图元的顶点都经过缓存生成三角形,缓存的压力会非常大,并且由于三角形之间的相邻关系会导致大量顶点被重复存储。甚至当曲面较大时,缓存的容量不足以存储所有顶点。为了减少缓存压力,目前通过缓存顶点索引,当缓存不足时删除最早缓存的顶点索引,在遍历时通过遍历顶点索引生成三角形,已在缓存中的顶点索引不再重复加入缓存。
上述缓存方式存在以下缺陷:第一,由于当缓存不足时删除最早缓存的索引,会导致重复缓存已经缓存过的顶点索引的情况,导致命中率降低。第二,缓存空间的分配需要考虑图元最大边的顶点索引数量,最大边的顶点数量越多需要的缓存空间越大。
发明内容
针对上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种曲面细分的顶点缓存方法,所述方法包括如下步骤:
S100,获取曲面中的待细分图元。
S200,获取待细分图元中细分的所有三角形的顶点和待细分图元中细分的三角形层数。
S300,遍历每层三角形的顶点,将遍历的每个三角形的顶点有序缓存,根据缓存的顶点生成三角形;其中将遍历的每个三角形的顶点有序缓存的步骤包括:
S310,获取第一缓存数据块中缓存的顶点,包括遍历的一个起始顶点和两个临时顶点,所述起始顶点和所述临时顶点均为第一类顶点,所述第一类顶点为三角形中远离图元中心点一侧的顶点。
S320,当遍历完最后一层中最后一个三角形的顶点时,结束遍历。
S330,当遍历至第i层的第j个三角形时,按照指定顺序依次遍历第j个三角形的顶点,更新第一缓存数据块和第二缓存数据块,其中i和j均为正整数。
其中,第二缓存数据块的更新步骤包括:
S3310,当第j个三角形的顶点中第二类顶点已由第二缓存数据块缓存,则不再更新第二缓存数据块中缓存的顶点,其中所述第二类顶点为三角形中靠近图元中心点一侧的顶点;否则,将第二类顶点放入第二缓存数据块中。
其中,第一缓存数据块的更新步骤包括:
S3320,当第j个三角形的第一类顶点已由第一缓存数据块缓存,则不再更新第一缓存数据块中缓存的顶点;否则,当第一缓存数据块中缓存了三个顶点时,则删除第一缓存数据块中先缓存的一个临时顶点并将第一类顶点作为新的临时顶点放入第一缓存数据块中;当第一缓存数据块中缓存的顶点数量不满三个时,则直接将第一类顶点作为新的临时顶点放入第一缓存数据块中。
此外,本发明还提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序,所述至少一条指令或所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现上述方法。
此外,本发明还提供了一种电子设备,包括处理器和上述非瞬时性计算机可读存储介质。
本发明至少具有以下有益效果:
本发明提供了一种曲面细分顶点的缓存方法、电子设备及存储介质,其通过逐层遍历三角形的顶点,按照指定顺序遍历每个三角形的顶点并将不同类型的顶点有序缓存到不同的缓存数据块中,通过缓存更新的步骤使已经遍历过的顶点一定能够在缓存中查找到,不再重复使用的顶点能够及时释放缓存空间。在相同缓存空间的情况下,本发明相比较现有技术中随机缓存以及随机删除溢出顶点的方式,能够防止已遍历缓存过的顶点,由于更新导致删除,进而在重复使用时导致查找不到的情况,不仅能够节省面积而且能够提高命中率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种曲面细分的顶点缓存方法流程图;
图2为本发明实施例提供的三角形细分结构示意图。
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,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,一种曲面细分的顶点缓存方法,所述方法包括如下步骤:
S100,获取曲面中的待细分图元。
可选的,待细分图元是由三个顶点组成的三角形。
需要说明的是,曲面细分是指将曲面中的每个图元进行更加细粒度的切分,通过将图元切分为更多更小的三角形实现曲面细分。
需要说明的是,曲面中包括大量的待细分图元,每个待细分图元的处理步骤相同。
S200,获取待细分图元中细分的所有三角形的顶点和待细分图元中细分的三角形层数。
需要说明的是,待细分图元自身的顶点坐标已知,基于待细分图元,计算每条边待细分的顶点。待细分的顶点的坐标获取方式采用质心坐标系计算,现有技术中通过质心坐标系计算细分的顶点坐标的技术方案均落入本发明的保护范围之内。
作为一个优选实施例,第i层三角形和第i+1层三角形中所有共用的顶点构成内圈三角形。
作为一个优选实施例,三角形层数的获取步骤:
S210,根据用户指定的待细分图元每条边的细分段数以及内圈三角形每条边的细分段数得到三角形层数。其中,内圈每条边的细分段数决定了三角形细分的粒度,段数越多细分的粒度越小,段数越少细分的粒度越大。其中,内圈三角形的所有顶点与图元的所有顶点组成同一层三角形。
其中,待细分图元能够划分的三角形层数与每条边的细分段数之间存在定量关系。当内圈细分因子为n时,细分段数为n-2,当n为奇数时层数为n-1,当n为偶数时层数为n-2。
作为一个优选实施例,所述内圈三角形中每条边上的顶点数量相同。
为了更好的理解,请参阅图2,图2中包括了两层三角形。其中三角形11和三角形12处于第i层10,三角形21和三角形22处于第i-1层20,三角形11和三角形21的共用顶点为顶点30,相邻两层的三角形共用的所有顶点构成了内圈三角形。
S300,遍历每层三角形的顶点,将遍历的每个三角形的顶点有序缓存,根据缓存的顶点生成三角形。
其中,遍历是按照图元中待细分的三角形的层数进行遍历。
其中,有序缓存是按照遍历的顺序进行缓存,且缓存的更新步骤按照S3310和S3320对缓存进行更新,并不是随机缓存。
作为一个优选实施例,遍历三角形的顶点是通过遍历三角形顶点的索引编号实现遍历。
需要说明的是,生成三角形包括生成三角形中每个顶点的属性信息,其中顶点的属性信息用于存储描述物体模型的所有多面性的顶点的信息,包括顶点的坐标、顶点的颜色、顶点的法向量和顶点的纹理坐标等信息。
进一步,S300还包括:
S310,获取第一缓存数据块中缓存的顶点,包括遍历的一个起始顶点和两个临时顶点,所述起始顶点和所述临时顶点均为第一类顶点,所述第一类顶点为三角形中远离图元中心点一侧的顶点。
可选的,在对图元的顶点所处的层进行遍历时,起始顶点为遍历的图元上的第一个顶点。当对除了图元所处层的其他层进行遍历时,起始顶点被更新为遍历的当前层的第一个顶点。也即每层遍历时都会更新第一缓存数据块缓存的所有顶点。由于每遍历一层三角形,该三角形远离图元中心点一侧的顶点不会在遍历下一层三角形的顶点时用到,因此不需要缓存所有顶点,只需要缓存后续需要重复使用的顶点,节约了缓存空间。
其中,起始顶点为在遍历每层时第一缓存数据块中缓存的固定顶点,在遍历当前层时不被更新。而由于临时顶点始终为第一类顶点,又因为下一层的第一类顶点为上一层缓存在第二缓存数据块的第二类顶点,因此在遍历下一层时不需要重复缓存顶点的信息。将细分过程中遍历的顶点在缓存中命中以及未命中的信息同步给渲染阶段,能够使渲染阶段避免重复计算顶点的相关信息。
S320,当遍历完最后一层中最后一个三角形的顶点时,结束遍历。
S330,当遍历至第i层的第j个三角形时,按照指定顺序依次遍历第j个三角形的顶点,更新第一缓存数据块和第二缓存数据块,其中i和j均为正整数。
可选的,指定顺序为顺时针或逆时针顺序。以远离图元中心点一侧的顶点为指定顺序的起点,根据起点按照顺时针或逆时针顺序遍历三角形的顶点。
其中,遍历三角形顶点时,所有三角形遍历的指定顺序相同。
进一步,第二缓存数据块的更新步骤包括:
S3310,当第j个三角形的顶点中第二类顶点已由第二缓存数据块缓存,则不再更新第二缓存数据块中缓存的顶点,其中所述第二类顶点为三角形中靠近图元中心点一侧的顶点;否则,将第二类顶点放入第二缓存数据块中。
其中,第二缓存数据块中缓存的第二类顶点,在遍历下一层三角形时还会被重复遍历到,因此将第二类顶点进行缓存,增加命中率。
其中,当遍历三角形的所有顶点时,若当前遍历的顶点已被缓存,再次查询缓存时能够增加命中率,且将命中信息同步给渲染阶段,能够避免重复计算顶点的相关信息,节省了计算资源。
进一步,第一缓存数据块的更新步骤包括:
S3320,当第j个三角形的第一类顶点已由第一缓存数据块缓存,则不再更新第一缓存数据块中缓存的顶点;否则,当第一缓存数据块中缓存了三个顶点时,则删除第一缓存数据块中先缓存的一个临时顶点并将第一类顶点作为新的临时顶点放入第一缓存数据块中;当第一缓存数据块中缓存的顶点数量不满三个时,则直接将第一类顶点作为新的临时顶点放入第一缓存数据块中。
由于在遍历顶点时,已经在第一缓存数据块和第二缓存数据块中缓存了需要重复使用的顶点,且在同一层遍历时更新掉了第一缓存数据块中后续不再重复使用的顶点,在遍历下一层时通过第二缓存数据块中的顶点更新第一缓存数据块,且依据遍历更新第二缓存数据块中缓存的顶点。本发明能够使已经遍历过的顶点一定能够在缓存中查找到,不再重复使用的顶点能够及时释放缓存空间,提高了命中率,节约了缓存空间。
其中,第一缓存数据块和第二缓存数据块的初始缓存为空。例如,当遍历第一个三角形的顶点时,以三角形的第一类顶点为起始顶点对该三角形的三个顶点进行逆时针遍历,将除了起始顶点以外遍历的其他第一类顶点作为临时顶点和起始顶点缓存到第一缓存数据块,将遍历的第二类顶点缓存在第二缓存数据块;然后以同层中第二个三角形的第一类顶点为起点对第二个三角形的三个顶点进行逆时针遍历,将遍历的第一类顶点作为临时顶点缓存到第一缓存数据块中,将遍历的第二类顶点缓存在第二缓存数据块中;当第一缓存数据块中缓存的顶点数量为3时,用遍历到的第一类顶点作为新的临时顶点替换掉第一缓存数据块中先缓存的一个的临时顶点。以此类推,遍历完这一层。然后遍历下一层,下一层的遍历步骤与这一层相同,不同的是,下一层遍历的第一类顶点缓存入第一缓存数据块时,是将相应的第一类顶点从上一层缓存的第二缓存数据中移动到第一缓存数据中。以及,第一缓存数据块中缓存的上一层的起始顶点被更新为下一层的起始顶点。
作为一个优选实施例,S330中第一缓存数据块的更新步骤还包括:
S3330,当遍历至第i+1层的第一个三角形时,将第i层获取的第一缓存数据块中的起始顶点更新为遍历的第i+1层的第一个三角形的起始顶点;根据遍历的第i+1层的第一类顶点更新第一缓存数据块中的临时顶点。通过该更新步骤能够及时将第一缓存数据块中缓存的上一层中不再重复使用的顶点更新掉,降低缓存空间。
作为一个优选实施例,S3320中,当第j个三角形的第一类顶点为第二缓存数据块中缓存的顶点时,则将第二缓存数据块中保存的第j个三角形的第一类顶点移动到第一缓存数据块中。通过该更新步骤能够使在遍历下一层时,直接查找缓存,增加命中率,同时将命中的位置信息同步给渲染阶段能够减少计算量。其中,命中信息为顶点已缓存的位置信息。
本发明提供了一种曲面细分顶点的缓存方法、电子设备及存储介质,其通过逐层遍历三角形的顶点,按照指定顺序遍历每个三角形的三个顶点并将不同类型的顶点有序缓存到不同的缓存数据块中,能够使已经遍历过的顶点一定能够在缓存中查找到,不再重复使用的顶点能够及时释放缓存空间,提高了命中率,节约了缓存空间。在相同缓存空间的情况下,本发明相比较现有技术中随机缓存以及随机删除溢出顶点的方式,能够防止已遍历缓存过的顶点,由于更新导致删除,进而在重复使用时导致查找不到的情况,不仅能够节省面积而且能够提高命中率。
本发明的实施例还提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质,该存储介质可设置于电子设备之中以保存用于实现方法实施例中一种方法相关的至少一条指令或至少一段程序,该至少一条指令或该至少一段程序由该处理器加载并执行以实现上述实施例提供的方法。
本发明的实施例还提供了一种电子设备,包括处理器和前述的非瞬时性计算机可读存储介质。
本发明的实施例还提供一种计算机程序产品,其包括程序代码,当所述程序产品在电子设备上运行时,所述程序代码用于使该电子设备执行本说明书上述描述的根据本发明各种示例性实施方式的方法中的步骤。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解,可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明开的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种曲面细分的顶点缓存方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
S100,获取曲面中的待细分图元;
S200,获取待细分图元中细分的所有三角形的顶点和待细分图元中细分的三角形层数;
S300,遍历每层三角形的顶点,将遍历的每个三角形的顶点有序缓存,根据缓存的顶点生成三角形;其中将遍历的每个三角形的顶点有序缓存的步骤包括:
S310,获取第一缓存数据块中缓存的顶点,包括遍历的一个起始顶点和两个临时顶点,所述起始顶点和所述临时顶点均为第一类顶点,所述第一类顶点为三角形中远离图元中心点一侧的顶点;
S320,当遍历完最后一层中最后一个三角形的顶点时,结束遍历;
S330,当遍历至第i层的第j个三角形时,按照指定顺序依次遍历第j个三角形的顶点,更新第一缓存数据块和第二缓存数据块,其中i和j均为正整数;
其中,第二缓存数据块的更新步骤包括:
S3310,当第j个三角形的顶点中第二类顶点已由第二缓存数据块缓存,则不再更新第二缓存数据块中缓存的顶点,其中所述第二类顶点为三角形中靠近图元中心点一侧的顶点;否则,将第二类顶点放入第二缓存数据块中;
其中,第一缓存数据块的更新步骤包括:
S3320,当第j个三角形的第一类顶点已由第一缓存数据块缓存,则不再更新第一缓存数据块中缓存的顶点;否则,当第一缓存数据块中缓存了三个顶点时,则删除第一缓存数据块中先缓存的一个临时顶点并将第一类顶点作为新的临时顶点放入第一缓存数据块中;当第一缓存数据块中缓存的顶点数量不满三个时,则直接将第一类顶点作为新的临时顶点放入第一缓存数据块中。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S200中,第i层三角形和第i+1层三角形中所有共用的顶点构成内圈三角形。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,S200还包括三角形层数的获取步骤:
S210,根据用户指定的待细分图元每条边的细分段数以及内圈三角形每条边的细分段数得到三角形层数。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述内圈三角形中每条边上的顶点数量相同。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S330中的所述指定顺序为顺时针或逆时针。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S330中第一缓存数据块的更新步骤还包括:
S3330,当遍历至第i+1层的第一个三角形时,将第i层获取的第一缓存数据块中的起始顶点更新为遍历的第i+1层的第一个三角形的起始顶点;根据遍历的第i+1层的第一类顶点更新第一缓存数据块中的临时顶点。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,S3320中,当第j个三角形的第一类顶点为第二缓存数据块中缓存的顶点时,则将第二缓存数据块中保存的第j个三角形的第一类顶点移动到第一缓存数据块中。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,S300中,所有三角形遍历的指定顺序相同。
9.一种非瞬时性计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序,其特征在于,所述至少一条指令或所述至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-8中任意一项的所述方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器和权利要求9中所述的非瞬时性计算机可读存储介质。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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