基于几何信息的粒子系统渲染优化方法与流程

1.本发明涉及粒子运动分析处理的技术领域，特别涉及基于几何信息的粒子系统渲染优化方法。


背景技术：

2.目前，对于粒子系统，比如飞机尾迹产生粒子系统，都是通过逐个粒子计算分析的形式来确定粒子系统内部的粒子运动状态。由于粒子系统包含的粒子数量众多，上述对粒子系统的分析方式，不仅数据计算量大，并且无法全面对粒子系统进行有效可靠的物理仿真，降低对粒子系统分析的准确性。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的缺陷，本发明提供基于几何信息的粒子系统渲染优化方法，其将全局粒子系统划分为若干几何形体区域，进行运动力学计算分析，确定几何形体区域的位置，计算粒子在各个几何形体区域的分布函数，根据几何形体区域及其位置和粒子在各个几何形体区域的分布函数，对全局粒子系统进行顶点着色阶段和片元着色阶段的渲染，其通过对全局粒子系统进行分割后，再对分割的每个子区域进行单独渲染，并且还采用向后渲染的方式对粒子系统的不同粒子进行区分化渲染，减少渲染的数据计算量和提高对粒子系统的分析准确性。
4.本发明提供基于几何信息的粒子系统渲染优化方法，其包括如下步骤：
5.步骤s1，将全局粒子系统划分为若干几何形体区域；
6.步骤s2，进行运动力学计算分析，确定几何形体区域的位置；
7.步骤s3，计算粒子在各个几何形体区域的分布函数；
8.步骤s4，根据几何形体区域及其位置和粒子在各个几何形体区域的分布函数，对全局粒子系统进行渲染。
9.进一步，在所述步骤s1中，将全局粒子系统划分为若干几何形体区域具体包括：
10.将全局粒子系统划分为若干相互邻接并且具有特定形状的几何形体区域；其中，所述几何形体区域具有立方体形状、长方体形状或多棱柱形状。
11.进一步，在所述步骤s3中，计算粒子在各个几何形体区域的分布函数具体包括：
12.计算粒子在各个几何形体区域的粒子质量分布概率函数。
13.进一步，在所述步骤s4中，对全局粒子系统进行渲染具体包括：
14.对所述全局粒子系统进行顶点着色处理和片元着色处理。
15.进一步，在所述步骤s4中，对所述全局粒子系统进行顶点着色处理具体包括：
16.根据对全局粒子系统的几何形体区域划分结果以及几何形体区域的位置，对所述全局粒子系统进行顶点着色处理。
17.进一步，在所述顶点着色处理阶段，还包括：
18.渲染各个几何形体区域的几何形体，并根据粒子类型选择顶点着色处理的渲染顺
序和遮蔽关系。
19.进一步，在所述步骤s4中，对所述全局粒子系统进行片元着色处理具体包括：
20.根据对全局粒子系统的几何形体区域划分结果以及粒子在各个几何形体区域的粒子质量分布概率函数，对所述全局粒子系统进行后向渲染式的片元着色处理。
21.相比于现有技术，该基于几何信息的粒子系统渲染优化方法将全局粒子系统划分为若干几何形体区域，进行运动力学计算分析，确定几何形体区域的位置，计算粒子在各个几何形体区域的分布函数，根据几何形体区域及其位置和粒子在各个几何形体区域的分布函数，对全局粒子系统进行顶点着色阶段和片元着色阶段的渲染，其通过对全局粒子系统进行分割后，再对分割的每个子区域进行单独渲染，并且还采用向后渲染的方式对粒子系统的不同粒子进行区分化渲染，减少渲染的数据计算量和提高对粒子系统的分析准确性。
22.本发明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，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
23.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明提供的基于几何信息的粒子系统渲染优化方法的流程示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.参阅图1，为本发明实施例提供的基于几何信息的粒子系统渲染优化方法的流程示意图。该基于几何信息的粒子系统渲染优化方法包括如下步骤：
28.步骤s1，将全局粒子系统划分为若干几何形体区域；
29.步骤s2，进行运动力学计算分析，确定几何形体区域的位置；
30.步骤s3，计算粒子在各个几何形体区域的分布函数；
31.步骤s4，根据几何形体区域及其位置和粒子在各个几何形体区域的分布函数，对全局粒子系统进行渲染。
32.上述技术方案的有益效果为：该基于几何信息的粒子系统渲染优化方法将全局粒子系统划分为若干几何形体区域，进行运动力学计算分析，确定几何形体区域的位置，计算粒子在各个几何形体区域的分布函数，根据几何形体区域及其位置和粒子在各个几何形体区域的分布函数，对全局粒子系统进行顶点着色阶段和片元着色阶段的渲染，其通过对全局粒子系统进行分割后，再对分割的每个子区域进行单独渲染，并且还采用向后渲染的方
式对粒子系统的不同粒子进行区分化渲染，减少渲染的数据计算量和提高对粒子系统的分析准确性。其中，全局粒子系统是指包括若干尘埃粒子或若干烟雾粒子聚集形成的微观系统；具体地，全局粒子系统可为但不限于是飞机在飞行过程中产生的包括大量烟雾粒子的飞行尾迹。
33.优选地，在该步骤s1中，将全局粒子系统划分为若干几何形体区域具体包括：
34.将全局粒子系统划分为若干相互邻接并且具有特定形状的几何形体区域；其中，该几何形体区域具有立方体形状、长方体形状或多棱柱形状。
35.上述技术方案的有益效果为：将全局粒子系统进行几何形体区域划分，即利用特定形状几何形体来对全局粒子系统进行分割，每个几何形体在全局粒子系统中分别包围若干粒子，这样能够对全局粒子系统进行有序全面的分析，提高对全局粒子系统中粒子状态的识别可靠性。
36.优选地，在该步骤s3中，计算粒子在各个几何形体区域的分布函数具体包括：
37.计算粒子在各个几何形体区域的粒子质量分布概率函数。
38.上述技术方案的有益效果为：通过计算粒子在各个几何形体区域的粒子质量分布概率函数，能够对不同质量的粒子分布位置进行识别，便于后续对不同质量的粒子进行区分化渲染。
39.优选地，在该步骤s4中，对全局粒子系统进行渲染具体包括：
40.对该全局粒子系统进行顶点着色处理和片元着色处理。
41.上述技术方案的有益效果为：对该全局粒子系统进行顶点着色处理和片元着色处理，能够提高对全局粒子系统渲染的可靠性和精确性。
42.优选地，在该步骤s4中，对该全局粒子系统进行顶点着色处理具体包括：
43.根据对全局粒子系统的几何形体区域划分结果以及几何形体区域的位置，对该全局粒子系统进行顶点着色处理。
44.上述技术方案的有益效果为：根据对全局粒子系统的几何形体区域划分结果以及几何形体区域的位置，对该全局粒子系统进行顶点着色处理，这样能够保证在顶点着色阶段对全局粒子系统中的各个几何形体区域的顶点进行全面着色。
45.优选地，在该顶点着色处理阶段，还包括：
46.渲染各个几何形体区域的几何形体，并根据粒子类型选择顶点着色处理的渲染顺序和遮蔽关系。
47.上述技术方案的有益效果为：渲染各个几何形体区域的几何形体，并根据粒子类型选择顶点着色处理的渲染顺序和遮蔽关系，这样能够为所有几何形体区域的渲染设定合适的顺序，提高渲染效率。
48.优选地，在该步骤s4中，对该全局粒子系统进行片元着色处理具体包括：
49.根据对全局粒子系统的几何形体区域划分结果以及粒子在各个几何形体区域的粒子质量分布概率函数，对该全局粒子系统进行后向渲染式的片元着色处理。
50.上述技术方案的有益效果为：根据对全局粒子系统的几何形体区域划分结果以及粒子在各个几何形体区域的粒子质量分布概率函数，对该全局粒子系统进行后向渲染式的片元着色处理，这样能够根据各个几何形体区域中每个粒子的质量状态进行快速的渲染。
51.从上述实施例的内容可知，该基于几何信息的粒子系统渲染优化方法将全局粒子
系统划分为若干几何形体区域，进行运动力学计算分析，确定几何形体区域的位置，计算粒子在各个几何形体区域的分布函数，根据几何形体区域及其位置和粒子在各个几何形体区域的分布函数，对全局粒子系统进行顶点着色阶段和片元着色阶段的渲染，其通过对全局粒子系统进行分割后，再对分割的每个子区域进行单独渲染，并且还采用向后渲染的方式对粒子系统的不同粒子进行区分化渲染，减少渲染的数据计算量和提高对粒子系统的分析准确性。
52.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。