CN1801218A - 三维对象渲染系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种三维对象渲染系统及方法，适用于三维游戏单元中，用于对游戏内容中的人物头部进行渲染；该系统至少包括贴图储存模块、参数获取模块、角度计算模块、判断模块及渲染模块；该方法针对各游戏人物头部建立一多角度贴图组，并在编号后储存贴图，在游戏运作过程中，提取人物运动方向及视觉方向个别的向量，由角度计算模块根据提取的向量算出一角度参数，令判断模块可按该角度参数判断所需的头部贴图编号，进而确定对应的头部贴图，对人物头部进行渲染作业，由上可降低人物建模时所需使用的图像数量，令游戏过程中显示的人物头部更加清晰且细致。

Description

三维对象渲染系统及方法

技术领域

本发明是关于一种三维游戏开发技术，特别是关于一种可在三维游戏单元中对游戏人物的头部进行渲染作业、并增加人物头部清晰程度的三维对象渲染系统及方法。

背景技术

随着计算机技术日新月异的发展，借由计算机技术进行设计的水平也上升到前所未有的高度，特别是近年来计算机设计从原先的二维平面发展到三维立体空间，使得计算机设计愈来愈趋向逼真。当前优秀的三维图像设计更是能将三维设计做到以假乱真的效果。

三维设计的一重要应用领域是游戏的开发与制作。目前市场上广受玩家欢迎的计算机游戏，其取胜的重要因素即是场景效果的丰富及游戏人物的逼真程度。玩家渴望在游戏中获得身临其境的感受。游戏开发设计者则更注重游戏场景及游戏人物的设计，因此三维图像设计的工作成果直接成为游戏成功与否的关键因素。一般而言，多数玩家在进行游戏时注意力主要是放在游戏整体，因而视觉整体的设计尤显重要。

目前三维图像设计普遍采用一种切面设计方法，也就是对人物整体各个角度的切面都需要进行设计。采用这种方法设计的人物或场景必须具备大量的切面设计图，数量庞大的切面图使得计算机在进行游戏效果显示渲染时增加了极大困难，且由于计算机显示卡对于同一屏幕上渲染显示的画面有数量上限制。仅就游戏人物头部来说，若单纯由三维设计中的切面图技术完成设计，为了达到逼真的效果，至少需要上百个不同角度的切面图，如此庞大的数字对于游戏整体效果的影响不可小觑；此外，头部切面图数量的增加也更意味着设计者必须在其它设计上减少切面图数量，以使切面图的总数低于计算机显示卡渲染显示面的上限，以避免游戏在渲染显示时超过显示卡渲染的上限而影响游戏速度及效果，这对于整体游戏效果极为不利。一般而言，游戏玩家并非集中于游戏人物的头部，通常会看重游戏的整体效果。因此，如何提供一种三维对象渲染系统及方法，能够克服上述现有技术可能造成的显示卡渲染瓶颈又能使整体游戏的效果更佳，成为业界亟待解决的重要问题。

发明内容

为克服上述现有技术的缺点，本发明的主要目的在于提供一种仅需使用单一画面即可实现三维人物头部渲染工作的三维对象渲染系统及方法，可减少人物建模时使用的图像数量，减少显示卡在进行渲染作业时到达瓶颈的可能性。

本发明的另一目的在于提供一种可减轻三维图像设计者在进行人物建模时的工作量，进而提高设计三维人物的建模效率的三维对象渲染系统及方法。

为达上述目的，本发明的三维对象渲染系统应用在一三维游戏单元中，对游戏人物的头部进行渲染，该系统至少包括：贴图储存模块，储存多个预先设计出的游戏人物头部贴图组、并建立贴图编号；参数获取模块，获取游戏进行中人物运动方向及视觉方向的个别向量(Vector)；角度计算模块，依据该参数获取模块所获取的向量计算出一角度参数，并输出一选图信息；判断模块，依据该选图信息判断需要从该贴图储存模块中，选定的头部贴图编号；以及渲染模块，对选定头部贴图编号的头部贴图并进行人物渲染作业。

本发明的方法是通过三维对象渲染系统应用在三维游戏单元中，该方法包括：1)首先针对各个游戏人物头部建立多角度贴图组，并储存到该渲染系统中，并同时建立贴图编号；2)令该渲染系统在游戏进行中取得人物运动方向及视觉方向个别的向量；3)令该渲染系统依据该向量计算出一对应的角度参数，并输出一选图信息；4)令该渲染系统依据该选图信息判断需要选定的头部贴图编号；以及5)令该渲染系统选取与头部贴图编号对应的头部贴图，执行人物渲染作业。

与现有的游戏人物头部渲染技术相比，本发明的三维对象渲染系统及方法仅需使用单面图即可实现人物头部渲染，故可大幅降低人物建模时所需使用的图像数量及减少显示卡在执行渲染作业时容易到达瓶颈的可能性，使人物面部的显示效果更为精细，进而使得平面图像设计者能够分担三维图像设计者的工作，减轻三维图像设计者进行人物建模时的工作量，进而提高设计三维人物时的建模效率。

附图说明

图1是一方块图，显示本发明的三维对象渲染系统的基本结构示意情形；

图2是一游戏设计者预先绘制的头部贴图标意图；

图3是一流程图，显示本发明的三维对象渲染方法的实行程序；以及

图4显示计算选图信息的示意图。

具体实施方式

实施例

图1是一方块图，显示本发明的三维对象渲染系统的基本结构示意情形。如图1所示，本发明的三维对象渲染系统1是应用在三维游戏单元中，对游戏人物的头部进行渲染工作，该系统至少包括一贴图储存模块10、参数获取模块11、角度计算模块12、判断模块13以及渲染模块14。其中，该三维游戏单元中设有多个游戏人物，在本实施例中，本发明应用在具有一个战士人物及一个怪兽人物的三维游戏中。

该贴图储存模块10储存多个预先设计出的游戏人物头部贴图组，并建立相互对应的贴图编号。需特别说明的是，对应于上述应用条件，该贴图储存模块10中储存有与游戏人物对应的头部贴图组，也就是战士头部贴图组101及怪兽头部贴图组102，与游戏人物对应的第一级贴图编号即设定为fighter1及enemy1，如上述战士头部贴图组101及怪兽头部贴图组102中，又各自包括设计者预先绘制的8幅不同角度平面贴图(如图2所示)，对应于各个游戏人物各视觉角度的第二级贴图编号依次设定为a、b、c、d、e、f、g及h。

该参数获取模块11在游戏进行中取得人物运动方向与视觉方向间的向量。在本实施例中，在游戏运行时，该参数获取模块11自动与游戏场景中的活动人物(即战士与怪兽)连接，获取活动人物实时运动方向及游戏中仿真玩家视觉拍摄方向的向量值，作为下一步骤的参考数据。

该角度计算模块12根据该参数获取模块11取得的向量值，计算出一角度参数并输出一选图信息。在本实施例中，输出的选图信息即是依据活动人物的实时运动方向及游戏中仿真玩家视觉拍摄方向的向量并结合一角度计算公式，得出一对应角度后夹带输出。

判断模块13，依据该选图信息判别选定的头部贴图编号。在本实施例中，该判断模块13是由该角度计算模块12输出的选图信息，判断当前要进行渲染的人物头部所对应路径下某一正确头部的显示贴图，例如fighter1中的g(及图2所示的205)。

渲染模块14，按选定的头部贴图编号所对应的头部贴图进行人物头部渲染作业。在本实施例中，该渲染模块14选定的第一级编号是fighter1中的第二级编号g的头部贴图，并驱动显示卡进行渲染工作，使玩家可在游戏界面上看到当前位置的人物头部状态。

图2是一由游戏设计者预先绘制的头部贴图标意图。如图2所示，头部贴图组显示界面20上包括8幅按不同角度绘制的战士头部贴图(编号为fighter1)，该头部贴图组显示界面20是在设计者进行游戏设计过程中显示，也可在玩家执行游戏时，输出在显示界面(图未标)上，也可不予显示，仅用于后台处理工作。由图2可知，该头部贴图组显示界面20除了具有依不同角度绘制的战士头部贴图外，另可包括一视觉角度显示区，其中，是建立有对应方向的坐标，并以不同颜色标示当前贴图角度的方向信息。在本实施例中，该头部贴图组显示界面20即是上述该战士头部贴图组101的各角度贴图显示，包括正视图201、背视图202、左仰视图203、右俯视图204、右仰视图205、左俯视图206、俯视图207及仰视图208，并依次编号为a至h。需特别说明的是，这些人物头部显示画面的数目及选择是依据游戏本身及使用者具体要求而定，即贴图组可包括的贴图数应不仅限于8幅。当玩家希望有更多角度或更逼真的效果时，可将贴图数量增加以满足需要；当玩家相对要求较低或整体场景需要分配更多画面时，对人物头部显示的品质要求较低时，也可在不影响整体效果的基础上减少头部贴图组包括的贴图数。

图3是一流程图，显示本发明的三维对象渲染方法的实行程序，以下配合图1及图2详细说明本发明方法的运作流程。

在步骤S1中，预先针对各个游戏人物头部建立多角度贴图组，并储存至贴图储存模块10，同时建立贴图编号。在本实施例中，分别建立一战士头部贴图组101及怪兽头部贴图组102，并建立第一级编号为fighter1及enemy1以及各自8幅不同角度平面贴图，同时建立第二级编号为a、b、c、d、e、f、g及h。接着，执行步骤S2。

在步骤S2中，提供该参数获取模块11实时获取的游戏进行中人物运动方向及摄像机方向的向量，并连接至当前游戏人物头部贴图组。在本实施例中是设定目前游戏人物编号为fighter1的战士，其贴图组包括如图2所示的贴图。接着，执行步骤S3。

在步骤S3中，提供该角度计算模块12依据该参数获取模块11所获取的向量，计算出一对应的角度参数并输出一选图信息。在本实施例中，也就是计算出游戏人物方向与游戏中仿真摄像机方向的夹角(如图4所示)。接着，执行步骤S4。

在步骤S4中，令该判断模块13依据该选图信息判断所需选定的头部贴图编号。在本实施例中，借由图4所示的人物拍摄及运动方向个别的向量，判别出目前所需选定的头部贴图是战士头部贴图组101中第二级编号为e的右仰视图205。接着，执行步骤S5。

在步骤S5中，令该渲染模块14选定该头部贴图编号所对应的头部贴图进行人物头部渲染作业。在本实施例中是选定第一级编号为fighter1的战士头部贴图组101中第二级编号为e的右仰视图205，令显示卡进行渲染作业。

如前所述，不断重复执行步骤S1至步骤S5，即可提供清晰的人物头部图像并显示正确的角度贴图。

图4显示计算选图信息的示意图。

如图4所示，游戏人物40的行进是具有一运动方向41，游戏本身则另具有一仿真摄像机拍摄方向42，接着，该角度计算模块12即对该两个方向进行计算，得出一角度参数43。

由上述实施例可知，使用本发明的三维对象渲染系统及方法可用较少数量的头部平面贴图代替现有技术庞大数量的切面图，仅需使用单面即可实现人物头部的渲染，大幅降低人物建模所需使用的切图数，进而减少显示卡在进行渲染作业时达到瓶颈的可能性，并可令2D设计人员能分担三维图像设人员的工作量，减轻三维设计人员的繁重工作负担，使人物面部显示得以更加精细。

Claims (14)

1.一种三维对象渲染系统，应用在三维游戏单元中对游戏人物头部进行渲染，其特征在于，该系统至少包括：

贴图储存模块，储存多个预先设计出的游戏人物头部贴图组、并建立贴图编号；

参数获取模块，获取游戏进行中人物运动方向及视觉方向的个别向量；

角度计算模块，依据该参数获取模块所获取的向量计算出一角度参数，并输出一选图信息；

判断模块，依据该选图信息判断需要从该贴图储存模块中，选定的头部贴图编号；以及

渲染模块，对选定头部贴图编号的头部贴图并进行人物渲染作业。

2.如权利要求1所述的三维对象渲染系统，其特征在于，该三维游戏单元具有多个游戏人物。

3.如权利要求2所述的三维对象渲染系统，其特征在于，这些游戏人物具有相对应的头部贴图组。

4.如权利要求3所述的三维对象渲染系统，其特征在于，这些头部贴图组中另包括多个不同角度对应的人物头部显示画面。

5.如权利要求4所述的三维对象渲染系统，其特征在于，这些人物头部显示画面的数量及选择是依据游戏本身及使用者的具体要求而定的。

6.如权利要求1所述的三维对象渲染系统，其特征在于，这些贴图编号至少包括与游戏人物对应的第一级贴图编号及对应于该游戏人物各视觉角度的第二级贴图编号。

7.如权利要求1所述的三维对象渲染系统，其特征在于，该视觉方向是由三维游戏单元本身所组设的摄像机获取的。

8.一种三维对象渲染方法，应用在三维游戏单元中，通过三维对象渲染系统对游戏人物头部进行渲染作业，其特征在于，该方法包括：

1)首先针对各个游戏人物头部建立多角度贴图组，并储存到该渲染系统中，并同时建立贴图编号；

2)令该渲染系统在游戏进行中取得人物运动方向及视觉方向个别的向量；

3)令该渲染系统依据该向量计算出一对应的角度参数，并输出一选图信息；

4)令该渲染系统依据该选图信息判断需要选定的头部贴图编号；以及

5)令该渲染系统选取与头部贴图编号对应的头部贴图，执行人物渲染作业。

9.如权利要求8所述的三维对象渲染方法，其特征在于，该三维游戏单元具有多个游戏人物。

10.如权利要求9所述的三维对象渲染方法，其特征在于，这些游戏人物具有相对应的头部贴图组。

11.如权利要求10所述的三维对象渲染方法，其特征在于，这些头部贴图组中另包括多个不同角度对应的人物头部显示画面。

12.如权利要求11所述的三维对象渲染方法，其特征在于，这些人物头部显示画面的数量及选择是依据游戏本身及使用者的具体要求而定的。

13.如权利要求8所述的三维对象渲染方法，其特征在于，这些贴图编号至少包括与游戏人物对应的第一级贴图编号及对应于该游戏人物各视觉角度的第二级贴图编号。

14.如权利要求8所述的三维对象渲染方法，其特征在于，该视觉方向是由游戏单元本身组设的摄像机获取的。

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