一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法和系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113808247A(43)申请公布日2021.12.17(21)申请号202111372524.X(22)申请日2021.11.19(71)申请人武汉方拓数字科技有限公司地址430040湖北省武汉市东西湖区东西湖大道5647号43栋2层19室(72)发明人张驰余晓君张兵武银雪(74)专利代理机构武汉聚信汇智知识产权代理有限公司42258代理人马尚伟(51)Int.Cl.G06T15/20(2011.01)G06T17/00(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法和系统(57)摘要一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法和系统，涉及图像数据处理技术领域，包括：三维模型文件数据简化预处理、对剔除区域进行分类、包围体构建、深度检测和实时绘制与渲染等步骤，本方法通过多层级的视域剔除区域识别和确定，把三维模型分为三种模式来剔除不可见面和不可见模型，减少渲染数据量，以此提高视角移动时的加载速度，减少丢帧卡顿现象，达到普通PC最佳的显示效果和观看体验。CN113808247ACN113808247A权利要求书1/2页1.一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，三维模型文件数据简化预处理，对三维模型文件进行简化，提取用于进行场景渲染的三维可视化数据，去除其他数据，减少三维模型文件总数据大小；S2，对剔除区域进行分类，根据视点的观察范围，对三维模型文件中不在视点的观察范围的模型进行剔除区域分析，得到不同分类的剔除区域，形成多层次视域体；S3，包围体构建，对三维模型文件中物体的轮廓进行分析，得到物体的包围体；S4，深度检测，根据所述步骤S2中得到的多层次视域体和所述步骤S3中得到的不同物体的包围体，在视角和投影矩发生变化时，计算得到不同物体的包围体与多层次视域体的位置关系；S5，实时绘制与渲染，根据所述步骤S4得到的不同物体的包围体与多层次视域体的位置关系进行实时绘制与渲染。2.如权利要求1所述的一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法，其特征在于，所述步骤S2中得到的多层次视域体包括视锥体视域和圆锥体视域，所述视锥体视域和所述圆锥体视域同轴，所述圆锥体视域的范围包含所述视锥体视域的范围，位于所述圆锥体内和所述视锥体外的区域为中间体视域，所述圆锥体外的区域为视域外区域。3.如权利要求2所述的一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法，其特征在于，所述步骤S3中，包围体类型为球形包围体。4.如权利要求3所述的一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法，其特征在于，所述包围体与所述多层次视域体的位置关系为内含、相交和外离三种中任一种。5.如权利要求4所述的一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法，其特征在于，所述步骤S4包括：S41，遍历视锥体的六个裁面，判断包围体是在该裁面的正面、背面，还是与该裁面相交；S42，计算从包围体中心到该裁面的距离；S43，如果距离大于0，则包围体在裁面正面，即在视锥体内，返回值IN；S44，如果小于0，则包围体是在裁面背面，进行下一步判断；S45，如果距离的绝对值小于球体半径，则包围体与该裁面相交，即包围体部分在视锥体内，返回值INTERSECT；S46，对于距离小于0且距离的绝对值大于包围体半径的包围体，继续遍历圆锥体三个裁面，判断包围体是在该裁面的正面，背面，还是相交；S47，计算从包围体中心到该裁面的距离；S48，如果距离大于0那包围体在裁面正面，即在圆锥体内和视锥体外，返回值INMED；S49，如果小于0那么包围体在裁面背面，进行下一步判断；S410，如果距离的绝对值小于包围体半径，那么包围体与该裁面相交，返回值INMEDSECT；S411，如果距离的绝对值大于包围体半径，即在视域外区域，返回值OUT；S412，集合A包含IN和INTERSECT返回值所代表的包围体内多叉树结构范围内的所有物体；集合B包含INMED和INMEDSECT返回值所代表的包围体内多叉树结构范围内的所有物体；集合C包含OUT返回值所代表的包围体内多叉树结构范围内的所有物体。2CN113808247A权利要求书2/2页6.如权利要求5所述的一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法，其特征在于，所述步骤S411的计算方式为：设C为包围体中心坐标；设N为平面法线向量；设D为坐标系原点到裁面的距离；计算公式为：距离=C*N+D。7.如权利要求6所述的一种大体量三维场景三维模型渲染优化方法，其特征在于，所述步骤S5包括：S51，视锥体内或与视锥体相交，集合A渲染，实时加载绘制；S52，不在视锥体内，但在圆锥体内或与圆锥体相交，集合B不可见面做遮挡剔除；S53，圆锥体以外，集合C做视域剔除，