一种在嵌入式设备上实现3D渲染的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于计算机软件领域，提供了一种在嵌入式设备上实现3D渲染的方法及装置，所述方法包括：采用3D建模工具建立3D模型；根据建立的3D模型开发用于实现3D渲染效果的顶点着色器和片段着色器；解析3D模型及顶点着色器和片段着色器，实现嵌入式设备上的3D渲染；建立嵌入式设备本地窗口交互系统，在显示界面显示3D渲染图形。本发明专利技术结合了OpenGL?ES?2.0实现嵌入式设备上的可编程图形渲染，不仅实现了嵌入式设备上的3D图形渲染技术，还给用户带来更好更舒适的视觉体验，而且能够快速接收和响应用户交互操作，提升产品的整体品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机软件领域，尤其涉及一种在嵌入式设备上实现3D渲染的方法及装置。
技术介绍
近年来，随着计算机技术的不断发展，3D带来的卓越的视觉效果和娱乐功能已成为近年来研究的热点。目前，它在配备有专门针对3D图形渲染的图形加速卡上的PC机和工作站上应用尤为广泛，因为3D渲染需要大量较为复杂的运算。但随着嵌入式设备不断的普及，以及嵌入式设备上的3D图形图像渲染研究也日趋繁荣，然而，嵌入式系统存在的相对较低的处理能力(计算和图形处理能力)、相对较小的存储空间、相对较低的显示分辨率等特点；再者，由于嵌入式系统是专用的计算机系统，嵌入式设备的硬件结构、底层接口千差万别，导致大理的图形图像应用程序在不同的嵌入式设备上的移植相当的困难。因此，现有嵌入式设备上的3D效果基本都是用2D实现的。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种在嵌入式设备上实现3D渲染的方法及装置， 旨在解决难以在嵌入式设备上实现3D渲染的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种在嵌入式设备上实现3D渲染的方法，所述方法包括如下步骤采用3D建模工具建立3D模型；根据所述建立的3D模型开发用于实现3D渲染效果的顶点着色器和片段着色器；解析所述3D模型及顶点着色器和片段着色器，实现嵌入式设备上的3D渲染；建立嵌入式设备本地窗口交互系统，在显示界面显示3D渲染图形。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种在嵌入式设备上实现3D渲染的装置，所述装置包括3D建模单元，用于采用3D建模工具建立3D模型；渲染效果实现单元，用于根据所述建立的3D模型开发用于实现3D渲染效果的顶点着色器和片段着色器；解析单元，用于解析所述3D模型及顶点着色器和片段着色器，实现嵌入式设备上的3D渲染；显示单元，用于建立嵌入式设备本地窗口交互系统，在显示界面显示3D渲染图形。在本专利技术实施例中，结合了目前比较前沿的OpenGL ES 2. 0实现嵌入式设备上的可编程图形渲染，不仅实现了嵌入式设备上的3D图形渲染技术，还给用户带来更好更舒适的视觉体验，而且能够快速接收和响应用户交互操作，提升产品的整体品质。附图说明图1是本专利技术实施例提供的在嵌入式设备上实现3D渲染的方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的采用RenderMonkey实现3D渲染效果的流程图；图3是本专利技术实施例提供的镜片光渲染算法示意图；图4是本专利技术实施例提供的解析3D模型及顶点着色器和片段着色器，实现嵌入式设备上的3D渲染的流程图；图5是本专利技术实施例提供的用EGL实现显示窗口的流程图；图6是本专利技术实施例提供的在嵌入式设备上实现3D渲染的装置结构图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在本专利技术实施例中，采用OpenGL ES(OpenGL(Open Graphics Library，一个图形程序接口)for Embedded Systems，即OpenGL三维图形API的子集)2. 0的应用程序接口和 ES SL (OpenGL ES 2.0 Shading Language，即 OpenGLES 2.0 着色语言)实现各种 3D (Three Dimensions,即三维)图在嵌入式设备上的渲染效果。本专利技术提供了一种在嵌入式设备上实现3D渲染的方法及装置所述方法包括采用3D建模工具建立3D模型；根据所述建立的3D模型开发用于实现3D渲染效果的顶点着色器和片段着色器；解析所述3D模型及顶点着色器和片段着色器，实现嵌入式设备上的3D渲染；建立嵌入式设备本地窗口交互系统，在显示界面显示3D渲染图形。所述装置包括3D建模单元，用于采用3D建模工具建立3D模型；渲染效果实现单元，用于根据所述建立的3D模型开发用于实现3D渲染效果的顶点着色器和片段着色器；解析单元，用于解析所述3D模型及顶点着色器和片段着色器，实现嵌入式设备上的3D渲染；显示单元，用于建立嵌入式设备本地窗口交互系统，在显示界面显示3D渲染图形。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一图1示出了本专利技术提供的一种在嵌入式设备上实现3D渲染的方法的流程，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分。在步骤SlOl中，采用3D建模工具建立3D模型。在本专利技术实施例中，首先通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建具有三维数据的模型，即3D建模。3D建模包括NURBS (Non-Uniform RationalB-Splines,即非均勻有理样条曲线)、多边形网格等。3D建模软件包括但不限于3DMAX。可采用包括3DMAX(3D Studio5Max,为一种基于PC系统的三维动画渲染和制作软件)在内的多种3D建模软件实现3D建模，获得实现3D渲染效果的数据，具体的3D建模方法可以为多种，在此不做限制。在步骤S102中，根据建立的3D模型开发用于实现3D渲染效果的顶点着色器和片段着色器。由于本专利技术实施例是对嵌入式系统进行3D渲染，而嵌入式系统具有相对较低的处理能力、相对较小的存储空间、相对较低的显示分辨率等硬件资源相对较紧缺的特点，因此，为了在嵌入式系统中实现较好的3D渲染效果，首先根据嵌入式系统的硬件特点，对现有的OpenGL做修改，得到OpenGL ES 2. 0，采用OpenGL ES 2. 0开发用于实现3D渲染效果的可解析顶点着色器和片段着色器。其中对现有的OpenGL所做的修改包括删除冗余的API函数；删除实现复杂和使用较少的函数；删除不常用的数据类型，加入嵌入式系统需要使用的数据类型；加入定点运算。然后，在开发环境中，根据建立的3D模型，采用OpenGL ES 2. 0开发用于实现3D 渲染效果的顶点着色器和片段着色器，在本专利技术实施例中，顶点着色器和片段着色器的开发即为采用OpenGL ES 2. 0着色语言编写用于实现3D渲染效果的可解析渲染脚本，在此渲染脚本为XML(Extensible MarkupLanguage，即可扩展标记语言)文件。其中，开发环境包括但不限于AMD (Advanced Micro Devices，超威半导体)的RenderMonkey集成开发环境及 NVIDIA (nVIDIA Corporation, NASDAQ :NVDA，英伟达)的 FX Composer 开发环境。此处以采用RenderMonkey进行3D渲染效果的开发为例来进行详细说明，但并不限于此例。采用RenderMonkey实现3D渲染效果的具体过程如图2所示在步骤S201中，描述需要实现的3D渲染效果。在本专利技术实施例中，采用RenderMonkey工具进行3D渲染效果的开发前，我们首先要弄明白，我们需要实现什么样的3D渲染效果，并将这些需要实现的3D渲染效果全部具体描述出来。比如燃烧着的火焰、美丽的山水、不断弹跳的球等。其描述方式包括但不限于文字描述、图像描述等。在步骤S202中，确定在顶点着色器中实现的部分及在片段着色器中实现的部分。在本专利技术实施例中，顶点着色器中主要实现转换和光照；片段着色器主要实现纹理环境、颜色求各、雾化、Alpha测试的工作。根据顶点着色器及片段着色器各自的实现功本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种在嵌入式设备上实现３Ｄ渲染的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：采用３Ｄ建模工具建立３Ｄ模型；根据所述建立的３Ｄ模型开发用于实现３Ｄ渲染效果的顶点着色器和片段着色器；解析所述３Ｄ模型及顶点着色器和片段着色器，实现嵌入式设备上的３Ｄ渲染；建立嵌入式设备本地窗口交互系统，在显示界面显示３Ｄ渲染图形。

【技术特征摘要】
1.一种在嵌入式设备上实现3D渲染的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤 采用3D建模工具建立3D模型；根据所述建立的3D模型开发用于实现3D渲染效果的顶点着色器和片段着色器； 解析所述3D模型及顶点着色器和片段着色器，实现嵌入式设备上的3D渲染； 建立嵌入式设备本地窗口交互系统，在显示界面显示3D渲染图形。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤根据建立的3D模型开发用于实现 3D渲染效果的顶点着色器和片段着色器具体为描述需要实现的3D渲染效果；确定在顶点着色器中实现的部分及在片段着色器中实现的部分； 确定应用程序、顶点着色器和片段着色器的全局状态变量； 确定顶点着色器与片段着色器之间传递的易变变量； 确定渲染效果的算法；根据所述全局状态变量、易变变量及渲染效果的算法，采用OpenGL ES 2.0着色语言开发用于实现3D渲染效果的顶点着色器和片段着色器。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤解析所述3D模型及顶点着色器和片段着色器，实现嵌入式设备上的3D渲染具体为解析所述3D模型；解析所述顶点着色器和片段着色器，提取所需的顶点着色器和片段着色器源码； 顶点着色器和片段着色...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小斌，杨延，谢仁斌，
申请(专利权)人：深圳市酷开网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94