CN117576296A - 一种多维度纹理兼容寻址系统 - Google Patents

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CN117576296A CN202311624897.0A CN202311624897A CN117576296A CN 117576296 A CN117576296 A CN 117576296A CN 202311624897 A CN202311624897 A CN 202311624897A CN 117576296 A CN117576296 A CN 117576296A
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Abstract

本申请涉及图形渲染技术领域，特别是涉及一种多维度纹理兼容寻址系统，所述系统包括：数据库、处理器和存储有计算机程序的存储器，计算机程序执行时实现步骤：当待寻址纹理坐标的维度数量为2时，确定数组标识为Array0j，根据Array0j、MIPl和所述待寻址纹理坐标，确定第一目标纹理作为寻址结果，当待寻址纹理坐标的维度数量为3时，确定数组标识为Arrayij，根据Arrayij、MIPl和所述待寻址纹理坐标，确定第二目标纹理作为寻址结果，将三维纹理图像按照Z轴坐标划分为多个纹理数据数组，从而使得三维纹理图像能够按照二维纹理图像的存储形式进行存储，牺牲部分存储空间的利用率以换取二维纹理图像和三维纹理图像的兼容存储和寻址，能够有效提高多维度纹理寻址的效率。

Description

一种多维度纹理兼容寻址系统
技术领域
本发明涉及图形渲染技术领域，特别是涉及一种多维度纹理兼容寻址系统。
背景技术
在图形渲染场景下，需要为屏幕图像中的每个像素点映射对应的纹理，以提供对应像素点的色彩值进行图像渲染，而纹理通常属于二维形式或者三维形式的纹理图像中，在应用二维形式的纹理图像时，纹理图像通常采用多细节层次的表示方法，以适配不同尺寸的屏幕图像，进而提高纹理映射的精度，相应地，二维形式的纹理图像在存储时，通常以纹理数据数组的形式存储，也即，每张二维纹理图像均分别对应一个纹理数据数组，而在单个纹理数据数组内，又包括该二维纹理图像的多个细节层次下的纹理图像。
然而，在纹理图像为三维形式时，可以将三维纹理图像视作按Z轴拼接的多张二维纹理图像，则三维纹理图像的每一细节层次均需要对该细节层次下的各个Z轴坐标分别对应的二维纹理图像进行存储，显然，三维纹理图像的存储形式与二维纹理图像的存储形式并不相同，因此，在图像渲染场景的处理对象包括二维屏幕图像和三维屏幕图像时，现有技术通常需要为三维纹理图像和二维纹理图像分别设定存储架构。
显然，三维纹理图像和二维纹理图像在存储架构上的不兼容，会导致硬件设计更加繁琐，也会导致纹理映射过程中纹理寻址的效率降低，因此，如何实现多维度纹理的兼容寻址，进而提高纹理映射的效率，成为了亟待解决的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种多维度纹理兼容寻址系统，所述系统包括：数据库、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库中包括待寻址纹理坐标及其对应的数组标识Arrayij和纹理细节层级MIPl，以及N+1+M*(z0+1)个纹理数据数组，单个纹理数据数组包括L+1个纹理层，i为[0,M]范围内的整数，当i＝0时，j为[0，N]范围内的整数，当i不等于0时，j为[0，z0]范围内的整数，l为[0,L]范围内的整数，N+1为二维纹理图像的数量，M为三维纹理图像的数量，L+1为纹理细节的分层个数，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：
S101，当待寻址纹理坐标的维度数量为2时，确定数组标识为Array0j。
S102，根据Array0j，在所述数据库中查找第j+1个纹理数据数组作为第一目标数组。
S103，根据MIPl，在所述第一目标数组中确定第l+1个纹理层为第一目标纹理层。
S104，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第一目标纹理层中确定第一目标纹理，以所述第一目标纹理作为寻址结果。
S105，当待寻址纹理坐标的维度数量为3时，确定数组标识为Arrayij。
S106，根据Arrayij，在所述数据库中查找第N+i+j+i*z0-z0+1个纹理数据数组作为第二目标数组。
S107，根据MIPl，在所述第二目标数组中确定第l+1个纹理层为第二目标纹理层。
S108，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第二目标纹理层中确定第二目标纹理，以所述第二目标纹理作为寻址结果。
本发明与现有技术相比具有明显的有益效果，借由上述技术方案，本发明提供的一种多维度纹理兼容寻址系统可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有以下有益效果：
本发明提供了一种多维度纹理兼容寻址系统，所述系统包括：数据库、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库中包括待寻址纹理坐标及其对应的数组标识Arrayij和纹理细节层级MIPl，以及N+1+M*(z0+1)个纹理数据数组，单个纹理数据数组包括L+1个纹理层，i为[0,M]范围内的整数，当i＝0时，j为[0，N]范围内的整数，当i不等于0时，j为[0，z0]范围内的整数，l为[0,L]范围内的整数，N+1为二维纹理图像的数量，M为三维纹理图像的数量，L+1为纹理细节的分层个数，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：当待寻址纹理坐标的维度数量为2时，确定数组标识为Array0j，根据Array0j，在所述数据库中查找第j+1个纹理数据数组作为第一目标数组，根据MIPl，在所述第一目标数组中确定第l+1个纹理层为第一目标纹理层，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第一目标纹理层中确定第一目标纹理，以所述第一目标纹理作为寻址结果，当待寻址纹理坐标的维度数量为3时，确定数组标识为Arrayij，根据Arrayij，在所述数据库中查找第N+i+j+i*z0-z0+1个纹理数据数组作为第二目标数组，根据MIPl，在所述第二目标数组中确定第l+1个纹理层为第二目标纹理层，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第二目标纹理层中确定第二目标纹理，以所述第二目标纹理作为寻址结果。
可知，将三维纹理图像按照Z轴坐标划分为多个纹理数据数组，从而使得三维纹理图像能够按照二维纹理图像的存储形式进行存储，牺牲部分存储空间的利用率以换取二维纹理图像和三维纹理图像的兼容存储和寻址，能够有效提高多维度纹理寻址的效率。
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多维度纹理兼容寻址系统中计算机程序被处理器执行时的流程图。
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。
本实施例提供一种多维度纹理兼容寻址系统，其特征在于，所述系统包括：数据库、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库中包括待寻址纹理坐标及其对应的数组标识Arrayij和纹理细节层级MIPl，以及N+1+M*(z0+1)个纹理数据数组，单个纹理数据数组包括L+1个纹理层，i为[0,M]范围内的整数，当i＝0时，j为[0，N]范围内的整数，当i不等于0时，j为[0，z0]范围内的整数，l为[0,L]范围内的整数，N+1为二维纹理图像的数量，M为三维纹理图像的数量，L+1为纹理细节的分层个数，参见图1，为本发明实施例提供的一种多维度纹理兼容寻址系统中计算机程序被处理器执行时的流程图，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：
S101，当待寻址纹理坐标的维度数量为2时，确定数组标识为Array0j。
S102，根据Array0j，在所述数据库中查找第j+1个纹理数据数组作为第一目标数组。
S103，根据MIPl，在所述第一目标数组中确定第l+1个纹理层为第一目标纹理层。
S104，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第一目标纹理层中确定第一目标纹理，以所述第一目标纹理作为寻址结果。
S105，当待寻址纹理坐标的维度数量为3时，确定数组标识为Arrayij。
S106，根据Arrayij，在所述数据库中查找第N+i*L+i+j+2个纹理数据数组作为第二目标数组。
S107，根据MIPl，在所述第二目标数组中确定第l+1个纹理层为第二目标纹理层。
S108，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第二目标纹理层中确定第二目标纹理，以所述第二目标纹理作为寻址结果。
其中，待寻址纹理坐标可以为二维纹理坐标或者三维纹理坐标，也即，当待寻址纹理坐标的维度数量为2时，待寻址纹理坐标为二维纹理坐标，当待寻址纹理坐标的维度数量为3时，待寻址纹理坐标为三维纹理坐标。
数组标识Arrayij可以用于确定待寻址纹理坐标所需查找的纹理数据数组，纹理细节层级MIPl可以在确定待寻址纹理坐标所需查找的纹理数据数组之后，进一步确定纹理数据数组中所需查找的纹理层。
具体地，当i＝0时，表示待寻址纹理坐标为二维纹理坐标，j为[0，N]范围内的整数，此时j用于表示第j+1个纹理数据数组，由于j取值从0开始，因此N+1为二维纹理图像的数量。
当i≠0时，i可以用于表示第i个三维纹理图像对应的z0+1个纹理数据数组，j为[0，z0]范围内的整数，此时，j用于表示z0+1个纹理数据数组中第j+1个纹理数据数组。
在本实施例中，纹理层可以视作纹理图像，因此在已知待寻址纹理坐标的情况下，可以在纹理层中确定出对应待寻址纹理坐标的纹理，纹理可以包括色彩值、透明度等。
当i≠0时，由于数据库包含N+1个二维纹理图像分别对应的纹理数据数组，且单个三维纹理图像对应z0+1个纹理数据数组，则根据Arrayij，其在所述数据库对应于第N+1+(i-1)*(z0+1)+j+1个纹理数据数组，也即第N+i+j+i*z0-z0+1个纹理数据数组。
可选的是，所述待寻址纹理坐标包括X轴坐标x和Y轴坐标y，x的最大值为x0，y的最大值为y0。
其中，当待寻址纹理坐标为二维纹理坐标时，表示为(x,y)，max(x)＝x0，max(y)＝y0，则在未进行纹理细节层次划分时，二维纹理图像的最大坐标表示为(x0,y0)。
可选的是，当待寻址纹理坐标的维度数量为3时，所述待寻址纹理坐标还包括Z轴坐标z，z的最大值为z0。
当待寻址纹理坐标为三维纹理坐标时，表示为(x,y,z)，max(z)＝z0，则在未进行纹理细节层次划分时，三维纹理图像的最大坐标表示为(x0,y0，z0)。
可选的是，L的获取方式包括：
步骤S201，确定参考目标值a＝max(x0，y0)。
步骤S202，初始化迭代次数b为0。
步骤S203，更新参考目标值a＝f(a/2)，并更新b＝b+1，其中，f为向下取整函数。
步骤S204，当a≠1时，返回执行S203步骤，直至a＝1，使L＝b。
在本实施例中，默认纹理细节层次中最高层次的二维纹理图像尺寸为1*1，因此使用x0和y0中的较大值，也即参考目标值，来进行放缩和取整操作来确定其缩小至1的迭代次数，以作为L。
需要说明的是，参考目标值的更新方式为a＝f(a/2)，实施者在实际应用过程中，可以根据实际情况采用a＝f(a/r)，其中，r大于1，从而能够灵活控制纹理层的数量，在本实施例中的放缩取整操作均可以采用a＝f(a/r)的形式，后续不再赘述。
可选的是，所述纹理数据数组中L+1个纹理层分别对应的尺寸获取方式包括：
S301，初始化第1个纹理层的尺寸为x0*y0，并使c＝x0，d＝y0。
S302，初始化l＝1。
S303，当f(c/2)>1时，更新c＝f(c/2)，否则，更新c＝1，其中，f为向下取整函数。
S304，当f(d/2)>1时，更新d＝f(d/2)，否则，更新d＝1。
S305，确定第l+1个纹理层的尺寸为c*d。
S306，若c*d≠1，则更新l＝l+1，并返回执行S303至S305步骤，直至l＝L。
其中，第1个纹理层也即未进行纹理细节层次划分时的纹理图像，而且由于本实施例中三维纹理图像是按照Z轴坐标分别存储于不同的纹理数据数组中的，因此在单个纹理数据数组中，三维纹理图像与二维纹理图像一样，都是以二维形式存在的，可以使用同样的纹理层尺寸进行存储。
可选的是，当所述纹理数据数组对应于三维纹理数据时，所述纹理数据数组的存储内容确定过程包括：
S401，初始化q＝1，令zq＝f(z0/2)，f为向下取整函数。
S402，若zq≠1，使p＝zq，更新q＝q+1，令zq＝f(p/2)。
S403，返回执行步骤S402，直至zq＝1，得到迭代次数w＝q，以及迭代过程中的zu，u为[1，w]范围内的整数。
S404，对于Arrayij对应的纹理数据数组，当j>z1时，第2个至第L+1个纹理层空置。
S405，当zu+1<j≤zu时，第u+2个至第L+1个纹理层空置。
S406，当j＝0时，所有纹理层均不空置。
其中，在纹理数据数组对应于三维纹理数据时，需要对Z轴尺寸也进行放缩取整操作，从而得到每次迭代分别对应的zu。
具体地，由于存储过程中是按照Z轴坐标进行存储的，显然，对于z0对应的纹理数据数组，所有纹理层均不空置，且z0对应的纹理数据数组中，由第1个纹理层至第L+1个纹理层中，纹理层尺寸逐渐减小。
当j>z1时，说明当前Z轴坐标仅能对应于未放缩的纹理层尺寸，因此第2个至第L+1个纹理层空置。
同样地，当zu+1<j≤zu时，随着u值的逐渐增大，zu对应的放缩次数逐渐减小，相应纹理层的空置数量也逐渐减小，为第u+2个至第L+1个纹理层空置。
可选的是，当所述纹理数据数组对应于三维纹理数据时，所述纹理数据数组的空间利用率α＝(∑w v＝0zv+L-w+1)/((L+1)*(z0+1))。
其中，该三维纹理数据对应的纹理数据数组尺寸为(L+1)*(z0+1)，也即共有z0+1个纹理数据数组，每个纹理数据数组中包含L+1层。
在以现有方式进行三维纹理数据存储时，可知，对于第1层纹理层，存储有z0个纹理数据，对于第2层纹理层，存储有z1个纹理数据，以此类推，直至到第w+1层纹理层，所存储的纹理数据降低为单个，而在后续纹理层中，纹理数据的数量保持为1，在已知纹理层数量为L+1的前提下，除第w层纹理层之外，第w+1层纹理层至第L+1层纹理层均为单个纹理数据，也即共有L-w+1个，因此，被利用的纹理层数量总和为∑w v＝0zv+L-w+1，从而得到纹理数据数组的空间利用率α＝(∑w v＝0zv+L-w+1)/((L+1)*(z0+1))。
需要说明的是，由于三维纹理数据对应纹理数据数组的空间利用率与z0、L相关，而L与x0和y0相关，因此，实施者可以在录入三维纹理数据时，根据条件min(α)，可以将三维纹理数据的初始X轴、初始Y轴和初始Z轴进行互换调整，此时，由于X轴和Y轴对应的数据在式中是可互换的，因此，仅需要选择出变更为Z轴的初始方向，再将其他轴调整为满足坐标系右手定则的轴向即可。
可选的是，将目标待寻址纹理坐标集合中，三维坐标的占比率设置为β，则所有纹理数据数组的整体空间利用率γ＝α*β-β+1。
其中，三维坐标的占比率设置为β，β的值域为[0,1]，而二维坐标的占比率相应为1-β，由于二维坐标对应的纹理数据数组空间利用率为1，则所有纹理数据数组的整体空间利用率γ＝[α*β+(1-β)]/1＝α*β-β+1。
本发明提供了一种多维度纹理兼容寻址系统，所述系统包括：数据库、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库中包括待寻址纹理坐标及其对应的数组标识Arrayij和纹理细节层级MIPl，以及N+1+M*(z0+1)个纹理数据数组，单个纹理数据数组包括L+1个纹理层，i为[0,M]范围内的整数，当i＝0时，j为[0，N]范围内的整数，当i不等于0时，j为[0，z0]范围内的整数，l为[0,L]范围内的整数，N+1为二维纹理图像的数量，M为三维纹理图像的数量，L+1为纹理细节的分层个数，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：当待寻址纹理坐标的维度数量为2时，确定数组标识为Array0j，根据Array0j，在所述数据库中查找第j+1个纹理数据数组作为第一目标数组，根据MIPl，在所述第一目标数组中确定第l+1个纹理层为第一目标纹理层，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第一目标纹理层中确定第一目标纹理，以所述第一目标纹理作为寻址结果，当待寻址纹理坐标的维度数量为3时，确定数组标识为Arrayij，根据Arrayij，在所述数据库中查找第N+i+j+i*z0-z0+1个纹理数据数组作为第二目标数组，根据MIPl，在所述第二目标数组中确定第l+1个纹理层为第二目标纹理层，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第二目标纹理层中确定第二目标纹理，以所述第二目标纹理作为寻址结果。
可知，将三维纹理图像按照Z轴坐标划分为多个纹理数据数组，从而使得三维纹理图像能够按照二维纹理图像的存储形式进行存储，牺牲部分存储空间的利用率以换取二维纹理图像和三维纹理图像的兼容存储和寻址，能够有效提高多维度纹理寻址的效率。
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 (8)

1.一种多维度纹理兼容寻址系统，其特征在于，所述系统包括：数据库、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库中包括待寻址纹理坐标及其对应的数组标识Arrayij和纹理细节层级MIPl，以及N+1+M*(z0+1)个纹理数据数组，单个纹理数据数组包括L+1个纹理层，i为[0,M]范围内的整数，当i＝0时，j为[0，N]范围内的整数，当i不等于0时，j为[0，z0]范围内的整数，l为[0,L]范围内的整数，N+1为二维纹理图像的数量，M为三维纹理图像的数量，L+1为纹理细节的分层个数，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：
S101，当待寻址纹理坐标的维度数量为2时，确定数组标识为Array0j；
S102，根据Array0j，在所述数据库中查找第j+1个纹理数据数组作为第一目标数组；
S103，根据MIPl，在所述第一目标数组中确定第l+1个纹理层为第一目标纹理层；
S104，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第一目标纹理层中确定第一目标纹理，以所述第一目标纹理作为寻址结果；
S105，当待寻址纹理坐标的维度数量为3时，确定数组标识为Arrayij；
S106，根据Arrayij，在所述数据库中查找第N+i+j+i*z0-z0+1个纹理数据数组作为第二目标数组；
S107，根据MIPl，在所述第二目标数组中确定第l+1个纹理层为第二目标纹理层；
S108，根据所述待寻址纹理坐标，在所述第二目标纹理层中确定第二目标纹理，以所述第二目标纹理作为寻址结果。
2.根据权利要求1所述的多维度纹理兼容寻址系统，其特征在于，所述待寻址纹理坐标包括X轴坐标x和Y轴坐标y，x的最大值为x0，y的最大值为y0。
3.根据权利要求2所述的多维度纹理兼容寻址系统，其特征在于，当待寻址纹理坐标的维度数量为3时，所述待寻址纹理坐标还包括Z轴坐标z，z的最大值为z0。
4.根据权利要求2所述的多维度纹理兼容寻址系统，其特征在于，L的获取方式包括：
步骤S201，确定参考目标值a＝max(x0，y0)；
步骤S202，初始化迭代次数b为0；
步骤S203，更新参考目标值a＝f(a/2)，并更新b＝b+1，其中，f为向下取整函数；
步骤S204，当a≠1时，返回执行S203步骤，直至a＝1，使L＝b。
5.根据权利要求2所述的多维度纹理兼容寻址系统，其特征在于，所述纹理数据数组中L+1个纹理层分别对应的尺寸获取方式包括：
S301，初始化第1个纹理层的尺寸为x0*y0，并使c＝x0，d＝y0；
S302，初始化l＝1；
S303，当f(c/2)>1时，更新c＝f(c/2)，否则，更新c＝1，其中，f为向下取整函数；
S304，当f(d/2)>1时，更新d＝f(d/2)，否则，更新d＝1；
S305，确定第l+1个纹理层的尺寸为c*d；
S306，若c*d≠1，则更新l＝l+1，并返回执行S303至S305步骤，直至l＝L。
6.根据权利要求3所述的多维度纹理兼容寻址系统，其特征在于，当所述纹理数据数组对应于三维纹理数据时，所述纹理数据数组的存储内容确定过程包括：
S401，初始化q＝1，令zq＝f(z0/2)，f为向下取整函数；
S402，若zq≠1，使p＝zq，更新q＝q+1，令zq＝f(p/2)；
S403，返回执行步骤S402，直至zq＝1，得到迭代次数w＝q，以及迭代过程中的zu，u为[1，w]范围内的整数；
S404，对于Arrayij对应的纹理数据数组，当j>z1时，第2个至第L+1个纹理层空置；
S405，当zu+1<j≤zu时，第u+2个至第L+1个纹理层空置；
S406，当j＝0时，所有纹理层均不空置。
7.根据权利要求7所述的多维度纹理兼容寻址系统，其特征在于，当所述纹理数据数组对应于三维纹理数据时，所述纹理数据数组的空间利用率α为：
α＝(∑w v＝0zv+L-w+1)/((L+1)*(z0+1))。
8.根据权利要求7所述的多维度纹理兼容寻址系统，其特征在于，将目标待寻址纹理坐标集合中，三维坐标的占比率设置为β，则所有纹理数据数组的整体空间利用率γ＝α*β-β+1。
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