【原创】STM32F4系列3D引擎开发过程记录分享

发表于 2020-2-18 15:32

目前在STM32上还没有找到一个完整的开源3D引擎，因此我决定继续完成大学时的梦想，从零写一个3D引擎。

渲染采用了通用的三角形渲染方法，既三点确定一个面信息，与四边形渲染法的优势在于，三角形渲染法在复杂模型上更节约内存。也是目前所通用的一种渲染方法，显卡里有个指标叫三角形填充率，就是指这个。

既然要运行在单片机上，就要精简掉一些功能。比如贴图。。。因此我写的这个不支持贴图功能，只能进行指定颜色填充。

给大家看看我开发的3D引擎的大致思路：渲染流程.jpg

最后进行光栅化处理就能显示到LCD屏幕上了，其实3D引擎的开发主要是连线，将空间上的点连成三角形，然后去填充这些三角形，最后投影到LCD上。

旋转矩阵计算方式：

单片机选用了STM32F407ZET6，cortex-m4内核有浮点单元（但是为了兼容性，我没使用）

整个代码优化了浮点，但是渲染精度很差，还需要继续优化。

给大家看看单片机显示效果：

实际模型：

动态旋转效果我发到优酷上了，优酷上搜索“STM32F407单片机3D模型渲染显示-流畅15帧”可以观看

代码先不放出了，有厂家想要这个代码，我看以后写个简单的版本，再放出来。

发表于 2020-2-18 15:45

让STM32干这活是不是。。。

发表于 2020-2-18 16:03

请问一下这是用到了OPENGL库之类的吗？

发表于 2020-2-18 16:04

这种操作，是不是Gui有现成的库

发表于 2020-2-18 16:42

冬瓜盅发表于 2020-2-18 16:04
这种操作，是不是Gui有现成的库

没有，完全的从零开发的，只用了STM32F4的std标准库

发表于 2020-2-18 16:46

支持楼主！采用硬件浮点单元，是不是会更快一些。

发表于 2020-2-18 19:51

希望完善完善，开源一下

发表于 2020-2-19 11:47

1211762993 发表于 2020-2-18 16:42
没有，完全的从零开发的，只用了STM32F4的std标准库

能实现这个很厉害！

@1211762993 · 发表于 2020-2-19 11:51

这个在实际产品上，用途大吗？而且这个主要是做什么用的呢？

发表于 2020-2-19 18:11

徐霞客发表于 2020-2-19 11:51
这个在实际产品上，用途大吗？而且这个主要是做什么用的呢？

用处很广。

发表于 2020-2-19 23:37

66666

发表于 2020-2-20 11:51

感觉这个在其他的平台实现，都很困难！

发表于 2020-2-20 13:16

让 MCU干这活有点勉强啊，玩玩就行

发表于 2020-2-20 13:17

用F7 H7是不是要好点，要比F4 渲染能力好？

发表于 2020-2-20 13:18

用F7 H7是不是要好点，要比F4 渲染能力好？

发表于 2020-2-20 13:20

楼主厉害，优化好的话，还是很强的，楼主的GUI一定写的很棒

发表于 2020-2-20 15:24

gaoke231 发表于 2020-2-20 13:18
用F7 H7是不是要好点，要比F4 渲染能力好？

肯定是要好很多的，最好配上大容量内存，对于我这颗F4来讲，如果不考虑复杂效果的话，瓶颈不在CPU的运行速度上。主要是显存太小啦。
1996年的卡皇Voodoo2显卡，三角形填充率只有可怜的3M，照样可以跑起来CS1.6等游戏大作，主要是有12M的大显存。
F407的话像素填充率24M，整数优化过后的三角填充率1.2M，换做F7，H7的话，应该可以更高。单从性能上，H7可以渲染CS1.6的。
目前我把跑跑卡丁车的模型文件导入到F4里，单个跑车帧率可以在20左右。2个跑车也可以在15以上。

发表于 2020-2-20 20:08

王紫豪发表于 2020-2-18 19:51
希望完善完善，开源一下

把你的icore给他，渲染的运算在FPGA上，效果可能更好

发表于 2020-2-20 21:35

pkoko 发表于 2020-2-20 20:08
把你的icore给他，渲染的运算在FPGA上，效果可能更好

随时可以用

发表于 2020-2-21 13:24

如果能达到25帧的话，可以做图像处理了，这个可以的话，应用非常广的

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