一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法技术

本发明专利技术公开了一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法。本发明专利技术使用服务器对三维模型进行简化，并在简化过程中把简化掉的部分按照设计好的文件格式保存成一系列的细节文件，智能眼镜根据网络与设备性能通过读取从服务器下载的模型细节自适应地快速重构并显示三维图形。本发明专利技术可以在达到满足用户实时交互需求的显示帧率的前提下，自适应地为用户提供尽量多的三维模型细节，为用户在网上商店查看商品的三维模型、在虚拟博物馆中查看藏品的三维模型等应用中提供有效的帮助。本发明专利技术设计的便于重构的细节文件结构，把大量的图形简化与细节保存计算放到服务器上，使性能低下的智能眼镜能快速进行图形重构，提升用户交互地查看三维模型时的使用体验。

A Three-Dimensional Graphic Adaptive Display Method for Smart Glasses

The invention discloses a three-dimensional graphics adaptive display method for smart glasses. The method uses a server to simplify the three-dimensional model, and saves the simplified part into a series of detail files according to the designed file format in the simplification process. According to the network and equipment performance, the smart glasses can quickly reconstruct and display the three-dimensional graphics adaptively by reading the model details downloaded from the server. The invention can provide users with as many 3D model details as possible adaptively on the premise of meeting the display frame rate of users'real-time interaction needs, and provide effective help for users to view the 3D model of goods in online stores and collections in virtual museums. The detailed file structure designed by the invention is easy to reconstruct, and a large number of graphics simplification and detail saving calculation are put on the server, so that the low-performance smart glasses can quickly reconstruct graphics and improve the user's experience in interactive viewing of the three-dimensional model.

【技术实现步骤摘要】
一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法
本专利技术涉及智能穿戴、图形处理
，具体涉及一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法。
技术介绍
近年来，无线网络、移动计算技术取得巨大发展，越来越多的基于移动计算技术的新应用不断涌现，其中包括了如三维导航、产品展示、数据可视化、掌上游戏等在内的越来越多的交互式移动三维图形应用。一方面，人们对实时交互地操纵三维图形的要求越来越高，例如网上商店查看商品的三维模型、在虚拟博物馆中查看藏品的三维模型等等；另一方面，智能手表、智能眼镜等智能穿戴设备计算能力和存储器容量相对较低、显示屏分辨率低、电池电量有限等固有特点，都制约着智能穿戴设备交互地显示三维图形的能力。为了实现在低性能设备上的交互式三维图形显示，目前的方法大致可以分为两类：本地渲染(LocalRendering)和远程渲染(RemoteRendering)，前者使用本地的计算资源来显示三维场景，而后者则利用远程硬件渲染出三维场景再传输给智能穿戴设备进行显示。远程渲染即基于图像的渲染(IBR，ImageBasedRendering)，IBR方法的移动三维图形显示其运行时间由屏幕分辨率决定，而不是由图形的多边形数所决定，因此远程渲染很适合智能穿戴之类的低性能设备进行三维图形显示，缺点是当用户进行交互以观察三维模型其它部分的时候，图像变形引起的失真不可避免。因此，一些移动三维图形应用为了达到更直观的显示效果和更好的交互效果，就需要采用本地渲染。由于包括智能穿戴设备在内的低性能设备计算能力低、电池电源有限等特性，通常这些三维图形应用都只会为用户提供一个极简的三维模型以供查看，因此这往往需要为性能牺牲三维模型细节。一个为三维模型添加细节的方法是渐进式重构，但传统的图形重构方法需要耗费智能终端大量的计算能力，这显然不适合直接用于智能穿戴设备上，而必须进行改良。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有方法的不足，提出了一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法。本专利技术的智能眼镜根据网络传输能力与自身的处理性能，通过读取从服务器下载的简化后的模型细节，自适应地重构并显示适合的三维图形，解决了在达到满足用户实时交互需求的显示帧率的前提下，自适应地为用户提供尽量多的三维模型细节的问题；本专利技术为了令智能眼镜的图形重构方法尽量简单，设计了一个便于重构的细节文件结构，把大量的图形简化与细节保存计算放到服务器上，解决了利用智能眼镜低下的处理能力快速重构并交互显示三维图形的问题。为了解决上述问题，本专利技术提出了一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法，所述方法包括：用户从智能眼镜的应用中选取需要查看三维模型的物品；所述智能眼镜的应用把用户所选取的物品的编号传输给服务器；所述服务器根据所述物品编号，调取对应的细节丰富的原始三维模型进行图形简化，并在简化的过程中把简化掉的细节保存成文件，最终形成一个最简模型与一系列有顺序的细节文件；所述智能眼镜的应用从所述服务器下载所述物品的最简模型进行交互显示，以满足用户最基本的交互式查看需求；当网络传输速度以及三维模型显示帧率大于设定的阈值时，所述智能眼镜的应用从所述服务器按顺序下载所述细节文件进行渐进式重构与显示，直到显示帧率刚好小于设定的阈值为止。优选地，所述服务器在简化的过程中把简化掉的细节保存成文件，最终形成一个最简模型与一系列有顺序的细节文件，具体为：所述服务器对原始三维模型M0进行一次简化，形成一个低细节模型M1以及把简化过程中删除掉的顶点和拓扑信息保存为细节文件detail1；所述服务器对原始三维模型M1进行一次简化，形成一个低细节模型M2以及把简化过程中删除掉的顶点和拓扑信息保存为细节文件detail2；如此类推，最终形成一个最简模型Mn与一系列有顺序的细节文件detail1、detail2……detailn。具体地，所述细节文件detaili+1的结构包括3个列表：列表1：Mi简化成Mi+1所删除的顶点，每个顶点包括该顶点在M0中的顶点索引值，以及该顶点的三维坐标值；列表2：Mi简化成Mi+1所删除的面，每个面包括该面在M0中的面索引值，以及该面包含的顶点的顶点索引值；列表3：从Mi到M0的所有顶点合并操作的一个子集，以渐进式简化的逆序进行保存。优选地，所述智能眼镜的应用从所述服务器按顺序下载所述细节文件进行渐进式重构与显示，具体为：所述智能眼镜的应用利用最简模型Mn与对应的细节文件detailn重构成细节更丰富的模型Mn-1并进行显示；所述智能眼镜的应用利用最简模型Mn-1与对应的细节文件detailn-1重构成细节更丰富的模型Mn-2并进行显示；如此类推，最终由Mi+1与对应的细节文件detaili+1重构成满足网络传输速度以及三维模型显示帧率要求且细节足够丰富的模型Mi并进行显示。具体地，所述重构过程包括：第1步：读取细节文件的列表1，把其中的顶点赋值到顶点数组的相应元素中，并标记为“非删除”；第2步：读取细节文件的列表2，把其中的面赋值到面数组的相应元素中，并标记为“非删除”；第3步：读取细节文件的列表3，以更新顶点数组中相应顶点的值。本专利技术提出的一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法，可以在达到满足用户实时交互需求的显示帧率的前提下，根据网络与设备性能自适应地为用户提供尽量多的三维模型细节，为用户在网上商店查看商品的三维模型、在虚拟博物馆中查看藏品的三维模型等应用中提供有效的帮助。本专利技术设计的便于重构的细节文件结构，把大量的图形简化与细节保存计算放到服务器上，使性能低下的智能眼镜能快速进行图形重构，提升用户交互地查看三维模型时的使用体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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它的附图。图1是本专利技术实施例的智能眼镜的三维图形自适应显示方法流程图；图2是本专利技术实施例的细节文件结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术实施例的智能眼镜的三维图形自适应显示方法流程图，如图1所示，该方法包括：S1，用户从智能眼镜的应用中选取需要查看三维模型的物品；S2，所述智能眼镜的应用把用户所选取的物品的编号传输给服务器；S3，所述服务器根据所述物品编号，调取对应的细节丰富的原始三维模型进行图形简化，并在简化的过程中把简化掉的细节保存成文件，最终形成一个最简模型与一系列有顺序的细节文件；S4，所述智能眼镜的应用从所述服务器下载所述物品的最简模型进行交互显示，以满足用户最基本的交互式查看需求；S5，当网络传输速度以及三维模型显示帧率大于设定的阈值时，所述智能眼镜的应用从所述服务器按顺序下载所述细节文件进行渐进式重构与显示，直到显示帧率刚好小于设定的阈值为止。步骤S1，具体如下：智能眼镜的应用可以包括网上商店应用、虚拟博物馆应用等等，用户可从中选取商品或者藏品本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法，其特征在于，所述方法包括：用户从智能眼镜的应用中选取需要查看三维模型的物品；所述智能眼镜的应用把用户所选取的物品的编号传输给服务器；所述服务器根据所述物品编号，调取对应的细节丰富的原始三维模型进行图形简化，并在简化的过程中把简化掉的细节保存成文件，最终形成一个最简模型与一系列有顺序的细节文件；所述智能眼镜的应用从所述服务器下载所述物品的最简模型进行交互显示，以满足用户最基本的交互式查看需求；当网络传输速度以及三维模型显示帧率大于设定的阈值时，所述智能眼镜的应用从所述服务器按顺序下载所述细节文件进行渐进式重构与显示，直到显示帧率刚好小于设定的阈值为止。

【技术特征摘要】
1.一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法，其特征在于，所述方法包括：用户从智能眼镜的应用中选取需要查看三维模型的物品；所述智能眼镜的应用把用户所选取的物品的编号传输给服务器；所述服务器根据所述物品编号，调取对应的细节丰富的原始三维模型进行图形简化，并在简化的过程中把简化掉的细节保存成文件，最终形成一个最简模型与一系列有顺序的细节文件；所述智能眼镜的应用从所述服务器下载所述物品的最简模型进行交互显示，以满足用户最基本的交互式查看需求；当网络传输速度以及三维模型显示帧率大于设定的阈值时，所述智能眼镜的应用从所述服务器按顺序下载所述细节文件进行渐进式重构与显示，直到显示帧率刚好小于设定的阈值为止。2.如权利要求1所述的一种智能眼镜的三维图形自适应显示方法，其特征在于，所述服务器在简化的过程中把简化掉的细节保存成文件，最终形成一个最简模型与一系列有顺序的细节文件，具体包括：所述服务器对原始三维模型M0进行一次简化，形成一个低细节模型M1以及把简化过程中删除掉的顶点和拓扑信息保存为细节文件detail1；所述服务器对原始三维模型M1进行一次简化，形成一个低细节模型M2以及把简化过程中删除掉的顶点和拓扑信息保存为细节文件detail2；如此类推，最终形成一个最简模型Mn与一系列有顺序的细节文件detail1、detail2……d...

【专利技术属性】
技术研发人员：林谋广，周凡，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44