一种3D游戏引擎LOD系统的实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种3D游戏引擎LOD系统的实现方法，主要包括：将待绘制场景设想成一个大的地形块，将该地形块分成M*N维格子的地形块，M、N均为自然数；对每个地形块的顶点高度值进行升或降，即改变每个地形块顶点的Y值，产生凸凹不平的地形块，在地形坐标XOZ中，俯瞰地形块所在平面对应的方格地形即地形格；根据每个地形块随相机远近的不同场景，绘制低分辨率的场景图形。本发明专利技术所述3D游戏引擎LOD系统的实现方法，可以克服现有技术中模型精度低、地形绘制难度大和渲染效率低等缺陷，以实现模型精度高、地形绘制难度小和渲染效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种3D游戏引擎LOD系统的实现方法，主要包括：将待绘制场景设想成一个大的地形块，将该地形块分成M*N维格子的地形块，M、N均为自然数；对每个地形块的顶点高度值进行升或降，即改变每个地形块顶点的Y值，产生凸凹不平的地形块，在地形坐标XOZ中，俯瞰地形块所在平面对应的方格地形即地形格；根据每个地形块随相机远近的不同场景，绘制低分辨率的场景图形。本专利技术所述3D游戏引擎LOD系统的实现方法，可以克服现有技术中模型精度低、地形绘制难度大和渲染效率低等缺陷，以实现模型精度高、地形绘制难度小和渲染效率高的优点。【专利说明】-种3D游戏引擎LOD系统的实现方法
本专利技术涉及3D游戏、全景漫游开发
，具体地，涉及一种3D游戏引擎L0D 系统的实现方法。
技术介绍
电子游戏是时下最受欢迎的娱乐休闲方式之一，而随着电子游戏历经30多年发 展的今天，越来越逼真的3D图形化游戏引擎技术已成为当今游戏领域的重中之重，而图形 技术在运算处理中的优化方案成为了直接影响游戏的开发重要环节，为了保证现行电脑运 算能力下的3D图形画面输出帧率的流畅，各种针对3D图形效果的优化方法是游戏引擎和 图形技术开发者的研究重点之一。 L0D技术是Levels of Detail的简称，即多细节层次，这种技术通过对模型的结点 在显示环境中所处的位置和重要程度，调整物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数 和细节度从而获得更高效率的渲染运算。 L0D技术在不影响画面视觉效果的前提条件下，通过逐次简化景物的表面细节减 少场景几何复杂性，从而提高绘制算法的效率，该技术通常对每一个原始多面体模型建立 几个不同模型精度的几何模型，与原来的模型相比，每个模型均保留了一定的层次的细节， 当从近处观察物体时，我们采用精细的模型。当从远处观察时候采用了较为粗糙的模型。图 形生成效率的需求，L0D系统及其运用成为了一项热门研究课题。 目前市场上游戏的渲染效率普遍都不是很高，需要大大提高渲染的效率。 在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在模型精度低、地形绘制 难度大和渲染效率低等缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述问题，提出一种3D游戏引擎L0D系统的实现方法，以 实现模型精度高、地形绘制难度小和渲染效率高的优点。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种3D游戏引擎L0D系统的实现方 法，包括地形L0D的实现方法，所述地形L0D的实现方法主要包括： a、 将待绘制场景设想成一个大的地形块，将该地形块分成M*N维格子的地形块，M、N均 为自然数； b、 对每个地形块的顶点高度值进行升或降，即改变每个地形块顶点的Y值，产生凸凹 不平的地形块，在地形坐标Χ0Ζ中，俯瞰地形块所在平面对应的方格地形即地形格； C、根据每个地形块随相机远近的不同场景，绘制低分辨率的场景图形。 进一步地，所述步骤c，具体包括： 当相机靠近地形时，绘制待绘制场景的地形场景，三角形面数比较多，细节层次丰富， 画面精确细致，随着相机向远处移动，计算每个地形块的中心，来绘制低分辨率下的地形， 地形的层级会比较上次的粗糙，层次级别降低； 当相机距离进一步拉远的时候，计算每个地形块的中心，来绘制低分辨率下的地形，得 到的三角形面更少，层次更低，地形更加的粗糙。 进一步地，以上所述的3D游戏引擎L0D系统的实现方法，还包括骨骼L0D的实现 方法，所述骨骼L0D的实现方法主要包括： d、 计算每块骨骼受蒙皮顶点影响的面积，根据每块骨骼受蒙皮顶点影响的面积计算每 块骨骼的权重值； e、 根据相机的远近，调整骨骼数量，得到不同层次的模型； f、 将所得模型应用于相应场景。 进一步地，所述步骤e，具体包括： 当相机距离骨骼越远的时候，删除骨骼权重值大的骨骼； 得到层次较低的模型。 进一步地，所述步骤e，具体还包括： 当相机距离骨骼越近的时候，对骨骼权重值大的骨骼保留，而对骨骼权重值小的骨骼 删除；当相机更远的时候，进一步删除权重小的骨骼； 得到层次细节粗糙的模型。 进一步地，以上所述的3D游戏引擎L0D系统的实现方法，还包括模型L0D的实现 方法，所述模型L0D的实现方法主要包括 ： 当相机距离近的时候，调用高模；当相机距离远的时候，调用低模；所述高摸和低模都 是美术人员事先做出来载入游戏中的，不需要复杂的计算。 进一步地，以上所述的3D游戏引擎L0D系统的实现方法，还包括动画L0D的实现 方法，所述动画L0D的实现方法主要包括 ： 当距离相机远的时候，骨骼数量变少，相应的骨骼动画的K帧变少，减少动画的计算 量； 当距离相机近的时候，骨骼数量变多，动画K帧多，动画细节复杂，角色的动作更加逼 真。 进一步地，以上所述的3D游戏引擎L0D系统的实现方法，还包括材质L0D的实现 方法，所述材质L0D的实现方法主要包括 ： 当距离相机近的时候，采用复杂的方程计算，使模型表面的材质效果比较丰富； 当相机距离远的时候，采用简单的方程计算，使模型上的材质、光照信息变少，层次少。 这里，具体复杂的方程计算：我们采用8*8的pcf (percentage-closer filter)方程；而简 单的方程计算：我们采用4*4和2*2的pcf (percentage-closer filter)方程，具体的计算 方法请请参考【具体实施方式】部分的相关说明。 本专利技术各实施例的3D游戏引擎L0D系统的实现方法，由于主要包括：将待绘制场 景设想成一个大的地形块，将该地形块分成M*N维格子的地形块，Μ、N均为自然数；对每个 地形块的顶点高度值进行升或降，即改变每个地形块顶点的Y值，产生凸凹不平的地形块， 在地形坐标Χ0Ζ中，俯瞰地形块所在平面对应的方格地形即地形格；根据每个地形块随相 机远近的不同场景，绘制低分辨率的场景图形；从而可以克服现有技术中模型精度低、地形 绘制难度大和渲染效率低的缺陷，以实现模型精度高、地形绘制难度小和渲染效率高的优 点。 本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。 下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。 【专利附图】【附图说明】 附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实 施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中： 图1为本专利技术中虚拟相机模型下多层分辨率数据图； 图2为本专利技术中计算骨骼L0D算法的流程图； 图3为本专利技术中Χ0Ζ坐标下，16*16高分辨下的地形模型图； 图4为本专利技术中Χ0Ζ坐标下，8*8低分辨率下地形模型图； 图5为本专利技术中Χ0Ζ坐标下，4*4低分辨率下地形模型图； 图6为本专利技术中相机拉远时，显示在场景的低模模型图； 图7为本专利技术中相机拉近时，显示在场景的高模模型图； 图8为本专利技术中相机拉近某一个距离时：人体骨骼简化图； 图9为本专利技术中相机拉远某一个距离时：人体骨骼简化图。 【具体实施方式】 以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本专利技术，并不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D游戏引擎LOD系统的实现方法，地形LOD其特征在于为a、将待绘制场景设想成一个大的地形块，将该地形块分成M*N维格子的地形块，M、N均为自然数；b、对每个地形块的顶点高度值进行升或降，即改变每个地形块顶点的Y值，产生凸凹不平的地形块，在地形坐标XOZ中，俯瞰地形块所在平面对应的方格地形即地形格；c、根据每个地形块随相机远近的不同场景，绘制低分辨率的场景图形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张翼，
申请(专利权)人：无锡梵天信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32