[发明专利]游戏场景的遮挡剔除方法、装置、处理器及终端

说明书

本发明公开了一种游戏场景的遮挡剔除方法、装置、处理器及终端。该方法包括：根据初始输入信息将游戏场景划分为多个单位空间，并分别在每个单位空间内查找一个或多个可达区域，其中，初始输入信息包括：用于可见性烘焙的原材料信息以及基于原材料数据执行烘焙行为的参数信息；在每个可达区域内获取一个或多个遮挡剔除区域；在每个遮挡剔除区域内生成多个采样点进行可见性检测，得到PVS；将每个遮挡剔除区域的PVS进行序列化输出。本发明解决了相关技术中所提供的遮挡剔除方案需要人工干预，操作复杂度较高、易造成人力、烘焙时间浪费的技术问题。

技术领域

本发明涉及计算机图形学领域，具体而言，涉及一种游戏场景的遮挡剔除方法、装置、处理器及终端。

背景技术

遮挡剔除通常是指当一个物体被其他物体遮挡而不在摄像机的可视范围内时，无需对被遮挡物体进行渲染。遮挡剔除在三维(3D)图形计算中并非自动进行。由于在绝大多数情况下距离摄像机(camera)最远的物体首先被渲染，靠近摄像机的物体后渲染并覆盖先前渲染的物体(其被称为重复渲染“overdraw”)。遮挡剔除不同于视锥体剔除。视锥体剔除只是不渲染摄像机视角范围外的物体而对于被其他物体遮挡但依然在视角范围内的物体，则不会被剔除。

遮挡剔除的运行将通过在场景中使用一个虚拟的摄像机来创建一个物体潜在可视性状态(set)的层级。这些数据可以实时让每个摄像机来区分物体是否可见，并且只有可见的物体才会被渲染，由此降低绘制调用(draw calls)的数量并增加游戏的运行效率。

遮挡剔除的数据由单元格(cells)组成，每个单元格是在整个场景的包围体积的一部分，单元格来自一个二叉树(binary tree)。遮挡剔除使用两棵树，其中一个提供给静态物体，而另一个提供给移动物体。静态物体映射到一个定义静态可视物体的索引列表(精确剔除后的静态物体)。单元格的集合和可视信息能够确定哪些单元格是可见的，被认为是潜在可视集合(Potentially Visible Set，简称为PVS)。

遮挡剔除是3D游戏中常用的性能优化手段，其核心思想在于：检测特定物体是否被场景的其他部分所遮挡，如果是，则不需要渲染该物体。然而，使用射线检测判断模型遮挡关系计算量过大，导致该方法难以用于实时渲染中。为了解决上述问题，可以将场景划分成更小的区域，离线计算每个区域可能会看见的物体。在游戏实时渲染过程中，可以通过加载和查询当前所在区域的PVS数据，即可剔除掉那些被遮挡的物体。离线计算PVS的过程被称为遮挡剔除烘焙。

在遮挡剔除烘焙过程中最为重要的一个环节便是将场景预先划分成若干区域，用以计算PVS。如果区域划分过粗，则每一块区域能够剔除的物体很少，其效果会大打折扣。如果区域划分过细，则烘焙时间和生成的数据体积都会大大增加。为此，如何能够合理地划分遮挡剔除区域成为亟待解决的技术难题。

目前，业界通常使用的遮挡剔除方案在划分遮挡剔除区域时采用如下解决方案：

首先，需要人工标定一块区域，该区域通常是一个坐标轴对齐的包围盒(AxisAligned Bounding Box，简称为AABB)；

其次，在人工标定的AABB内部均匀地划分出更多小的AABB，每个小的AABB即为一个遮挡剔除区域，在烘焙后将产生一个PVS；

然后，如果相邻多个区域的PVS数据相近，则合并这些相邻区域，以降低最终生成文件的大小。

然后，现有技术存在如下缺陷：

首先，遮挡剔除的大致烘焙区域需要人工标定，其目的在于：剔除掉一些玩家控制的游戏角色不可达的空间，而仅在玩家控制的游戏角色可达的区域生成PVS，以降低最终PVS生成文件的大小。然而，当游戏场景过大时，人工标定区域将涉及到巨大的工作量。而且每当场景修改时，这些区域还需要重新标定，由此会耗费巨大人力、物理和财力。