[发明专利]基于Direct3D 11的三维图形渲染引擎

摘要

一种基于Direct3D 11的三维图形渲染引擎，包括一个总体控制模块以及多个功能性子模块；功能性子模块包括矩阵模块、视角模块、抬头显示模块、多字符集文字模块、三维图元基类模块、广告板模块、网格模型模块、烟雾、雨雪粒子系统模块、光晕特效计算模块、软阴影计算模块。在每一帧的默认渲染过程为：先调用软阴影模块，以光照的方向为视角计算出渲染场景中各个图元的深度信息；随后以观察者眼睛的视线为角度把场景中各个图元渲染到渲染表面，得到原始场景视图，并同时得到高光信息，根据深度信息和光照计算结果得出每个像素点的实际照明效果。最后结合高光信息和第一次深度信息，对原始场景视图进行光照的高光光晕特效后处理，得到最终的单帧渲染图。

主权项

1.一种基于Direct3D 11的三维图形渲染引擎，其特征是包括总体控制模块和多个功能性子模块；所述总体控制模块控制：引擎初始化、渲染工作和销毁；开启每帧的渲染；与调用本引擎的用户程序进行数据的交互；创建和销毁本引擎里不同的功能性子模块；所述总体控制模块包括：着色器序列集、HLSL着色器脚本集、维护和管理引擎所生成的数据以及资源，并提供了常用的工具集；所述功能性子模块是从渲染需求出发，结合面向对象的思路进行构建；功能性子模块包括：矩阵模块、视角模块、抬头显示模块、多字符集文字模块、三维图元基类模块、光晕特效计算模块和软阴影计算模块；所述矩阵模块属于图元基类模块的一个对象属性；所述矩阵模块包括世界矩阵、摄像机矩阵和投影矩阵；本引擎对每一帧的默认渲染过程，包括如下步骤：首先调用软阴影计算模块，以光照的方向为视角计算出渲染场景中各个图元的深度信息；随后以观察者眼睛的视线为角度，把场景中各个图元渲染到渲染表面，得到原始场景视图，同时得到高光信息；再根据深度信息和光照计算结果，得出每个像素点的实际照明效果；最后结合高光信息和第一次深度信息，对原始场景视图进行光照的高光光晕特效后处理，得到最终的单帧渲染图。