一種3d圖形數據處理方法、裝置及設備的製作方法

2023-08-02 01:28:36

專利名稱：一種3d圖形數據處理方法、裝置及設備的製作方法
一種3D圖形數據處理方法、裝置及設備技術領域
本發明屬於圖形處理領域，尤其涉及一種3D圖形數據處理方法、裝置及設備。
背景技術：
在圖形圖像或者視頻圖像的處理時，使用3D圖形處理技術，可以使視頻圖像輸出 設備的畫面更加逼真，顯示效果更佳。
在3D圖形的繪製中，需要使用的數據量非常大，如為了實現絢麗的3D效果，需要 繪製大量粒子，或者需要在3D系統中繪製大量的中英文文字，以及在工業應用中大規模的 工業圖元的繪製，都涉及到大量頂點的描畫以及大量圖片的渲染。對這些巨大的數據量進 行處理時，需要耗費較多的系統資源，其一般在高端配置的計算機設備中才能實現這些優 秀的顯示效果。
對於目前消費者所使用較多的電視、手機等嵌入式設備，硬體與高配置的計算機 比較，其數據處理能力相對要弱。因此，如何提高3D圖形繪製效率，以在電視、手機上實現 更好的3D顯示性能，顯得尤為重要。發明內容
本發明實施例的目的在於提供一種3D圖形數據處理方法，旨在解決現有技術中 3D圖形的繪製效率低的問題。
本發明實施例是這樣實現的，一種3D圖形數據處理方法，所述方法包括下述步 驟
根據預置的基本圖形的數據結構，對基本圖形進行歸類，並為不同類別的基本圖 形分配單獨的數據存儲塊；
根據預置的基本圖形集合貼圖，計算所述基本圖形的頂點數據，將頂點數據寫入 到所述基本圖形對應的數據存儲塊；
將所述數據存儲塊中的數據繪製並輸出。
本發明實施例的另一目的在於提供一種3D圖形數據處理裝置，所述裝置包括
歸類模塊用於根據預置的基本圖形的數據結構，對基本圖形進行歸類，並為不同 類別的基本圖形分配單獨的數據存儲塊；
計算模塊用於根據預置的基本圖形集合貼圖，計算所述基本圖形的頂點數據，將 頂點數據寫入到所述基本圖形對應的數據存儲塊；
繪製輸出模塊用於將所述數據存儲塊中的數據繪製並輸出。
本發明實施例的另一目的在於提供一種圖形處理設備，該設備包括上述3D圖形處理裝置。
在本發明實施例中，根據預置的基本圖形的數據結構進行歸類，並為不同類別分 配單獨的數據存儲塊，並將基本圖形的頂點數據寫入數據存儲塊，這樣就可以實現將多個 基本圖形統一寫入到一個存儲區進行繪製，多個基本圖形數據只通過一次繪製操作即可完成處理後輸出至屏幕。和現有技術相比，本發明將多個基本圖形按照數據結構進行分類，並 進行統一繪製，可大大提高3D圖形的繪製效率。


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圖1是本發明第一實施例提供的3D圖形數據處理的實現流程圖； 2a、2b是本發明第一實施例提供的頂點數據變換示意圖；3是本發明第二實施例提供的3D圖形數據處理的實現流程圖；4是本發明第三實施例提供的3D圖形數據處理的實現流程圖；5為本發明第三實施例提供的製作的圖形貼圖集合示意圖；6是本發明第四實施例提供的3D圖形數據處理的實現流程圖；7是本發明第五實施例提供的3D圖形數據處理的實現流程圖；8是本發明第六實施例提供的3D圖形數據處理裝置的結構框圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並 不用於限定本發明。
實施例一
圖1示出了本發明3D圖形數據處理實現流程，詳述如下
在步驟SlOl中，根據預置的基本圖形的數據結構，對基本圖形進行歸類，並為不 同類別的基本圖形分配單獨的數據存儲塊。
具體的，根據行署的基本圖形的數據結構的類別，可以對基本圖形進行不同的分 類，這樣可以對不同類別的基本圖形進行統一管理，如具體的一種歸類方式可以根據基本 圖形的繪製方式進行分類，如點繪製、線繪製、三角繪製、四點繪製等。
在步驟S102中，根據預置的基本圖形集合貼圖與數據結構，計算所述基本圖形的 頂點數據，將頂點數據寫入到所述基本圖形對應的數據存儲塊。
具體的，對於分類好的基本圖形，存儲於數據存儲塊中，根據數據結構中的頂點坐 標及其位移、旋轉、綻放等數據結構特徵，將位於同一集合貼圖中的基本圖形的頂點數據進 行計算，對於頂點數據的計算，現對頂點數據中的頂點位置計算舉例說明如下
某個圖形變換前頂點數據是pi (-1，_1，0) p2(_l，l，0) p3(l，l，0) p4(l，_l， O)
那麼它變換前畫出來是一個在坐標系正中間的一個正方形，如圖2a所示。然後假 設我們用位移(10，10，10)，即x，y，z軸都向正向移動10個單位，用旋轉(0,0,30),即繞z軸 旋轉30度，用放縮(1，0.5，1)，即沿y軸縮放到原來的1/2組建成一個影響矩陣。然後用矩 陣對頂點進行變換後可以得到最終的頂點位置為pl(9. 38，9. 066，10) p2 (8. 88,9. 93, 10) p3 (10. 6,10. 93,10) p4 (11. 11，10. 06，10)這四個點就可以組成圖 2b 的形狀。
在步驟S103中，將所述數據存儲塊中的數據繪製並輸出。
本實施例中，通過基本圖形的數據結構進行分類，並根據預置的基本圖形集合貼 圖計算頂點坐標，可以對方便的對基本圖形進行讀取與管理，方便數據讀寫，有利於提高3D圖像的繪製效率。
實施例二
圖3示出了本發明3D圖形數據處理實現流程，詳述如下
在步驟S301中，製作基本圖形集合貼圖。
此處所指的基本圖形集合貼圖，是指由多個基本圖形繪製在一個畫面，從而得到 基本圖形集合貼圖。製作的基本圖形集合貼圖的素材，可以來自於豐富的網絡資源，也可以 使用照相機對現實存在的素材進行取照，當然，對於具備圖像處理軟體操作能力的技術人 員，通過圖像處理軟體，也可獲得豐富的基本圖形集合貼圖數據。將得到的基本圖形可以用 坐標的方式來表不，對於在一張圖中各個基本圖形，對應各個不同的坐標信息。
本發明實施例還可以在製作基本圖形集合貼圖之後，將多個基本圖形用一張圖來 繪製，可以減少繪製圖片的時間。
在步驟S302中，結合基本圖形集合貼圖，定義基本圖形的數據結構。
具體的，基本圖形是描述需要描畫的單一 3D圖形單位。例如，一個場景需要描畫 一個粒子系統，包含10000個粒子，其中每一個粒子都是一個單一的圖形單位。又如，一個 3D場景需要添加5000個中英文字，其中每個文字都是一個單一的圖形單位。又如，一個有 很多個立方體組成的場景，每個立方體也是一個基本圖形。它是我們繪製的基本單位。在 本步驟中，我們會把每個基本圖形維護一個數據結構，保存相應的信息，數據結構一般包括 圖形唯一標識、組成圖形的點數、位移長度、旋轉角度、縮放比例、繪製方式、紋理貼圖標識、 紋理坐標、頂點數據存儲地址偏移、頂點數據存儲佔用空間等信息，下表所示為一個典型 的3D基本圖形的數據結構
權利要求
1.一種3D圖形數據處理方法，其特徵在於，所述方法包括下述步驟根據預置的基本圖形的數據結構，對基本圖形進行歸類，並為不同類別的基本圖形分配單獨的數據存儲塊；根據預置的基本圖形集合貼圖與數據結構，計算所述基本圖形的頂點數據，將頂點數據寫入到所述基本圖形對應的數據存儲塊；將所述數據存儲塊中的數據繪製並輸出。
2.根據權利要求1所述的3D圖形數據處理方法，其特徵在於，所述方法還包括製作基本圖形集合貼圖步驟，所述製作基本圖形集合貼圖具體包括建立二維坐標系；將多張貼圖匯集於該坐標系中構成一幅圖像，不同的貼圖用坐標來標識。
3.根據權利要求1所述的3D圖形數據處理方法，其特徵在於，所述方法還包括定義基本圖形的數據結構步驟，所述數據結構包括圖形唯一標識、組成圖形的點數、位移長度、旋轉角度、縮放比例、繪製方式、紋理貼圖標識、紋理坐標、頂點數據存儲地址偏移、頂點數據存儲佔用空間。
4.根據權利要求3所述的3D圖形數據處理方法，其特徵在於，所述步驟計算基本圖形的頂點數據，將頂點數據寫入到所述基本圖形對應的數據存儲塊具體為使用矩陣工具，將位移長度，旋轉角度，縮放比例通過矩陣工具計算，得出經過位移，旋轉，縮放之後的頂點數據，然後將其寫入到數據存儲塊的由數據結構所指定的存儲地址中。
5.根據權利要求1所述的3D圖形數據處理方法，其特徵在於，在所述步驟將存儲塊中的數據繪製並輸出前還包括將存儲於數據存儲塊中的數據傳送至GPU高速緩存的緩衝區；所述步驟將存儲塊中的數據繪製並輸出具體為將GPU高速緩存的緩衝區的數據繪製並輸出。
6.根據權利要求1所述的3D圖形數據處理方法，其特徵在於，所述方法還包括數據更新步驟，該步驟具體為當需要繪製的基本圖形有位置、旋轉、縮放的數據發生改變時，重新計算該基本圖形對應的緩衝區數據。
7.—種3D圖形數據處理裝置，其特徵在於，所述裝置包括歸類模塊用於根據預置的基本圖形的數據結構，對基本圖形進行歸類，並為不同類別的基本圖形分配單獨的數據存儲塊；計算模塊用於根據預置的基本圖形集合貼圖，計算所述基本圖形的頂點數據，將頂點數據寫入到所述基本圖形對應的數據存儲塊；繪製輸出模塊用於將所述數據存儲塊中的數據繪製並輸出。
8.根據權利要求7所述的3D圖形數據處理裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 更新模塊用於數據更新，當繪製的基本圖形有位置、旋轉、縮放的數據發生改變時，重新計算該基本圖形對應的緩衝區數據。
9.根據權利要求7所述的3D圖形數據處理裝置，其特徵在於，所述裝置還包括製作模塊用於製作基本圖形集合貼圖，具體包括建立二維坐標系；將多張貼圖匯集於該坐標系中構成一幅圖像，不同的貼圖用坐標來標識；定義模塊用於定義基本圖形的數據結構，所述數據結構包括圖形唯一標識、組成圖形的點數、位移長度、旋轉角度、縮放比例、繪製方式、紋理貼圖標識、紋理坐標、頂點數據存儲地址偏移、頂點數據存儲佔用空間。
10.一種圖形處理設備，其特徵在於，所述設備包括權利要求8-9任一項所述的3D圖形數據處理裝置。
全文摘要
本發明適用於3D圖形處理領域，提供了一種3D圖形數據處理方法、裝置及設備，該方法包括根據預置的基本圖形的數據結構，對基本圖形進行歸類，並為不同類別的基本圖形分配單獨的數據存儲塊；根據預置的基本圖形集合貼圖與數據結構，計算所述基本圖形的頂點數據，將頂點數據寫入到所述基本圖形對應的數據存儲塊；將所述數據存儲塊中的數據繪製並輸出。本發明實施例將多個基本圖形統一寫入到一個存儲區進行繪製，並根據數據結構對基本圖形進行分類並計算頂點數據進行存儲，可方便對數據的存儲管理，提高3D圖形的繪製效率。
文檔編號G06T19/00GK102999946SQ20121034448
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者張穎, 趙智寶, 盧偉超 申請人:Tcl集團股份有限公司