一种三维模型图形的生成方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种三维模型图形的生成方法，包括：获取原始精细三维模型数据，所述三维模型数据包括表示三维空间物体的多边形网格顶点数据；压缩所述三维模型数据，减少三维模型的冗余数据；接受用户请求，下载压缩后的三维模型数据，渲染生成三维模型图形。通过本发明专利技术所述方法，降低了这些模型的复杂度，减少了图形系统需要处理的多边形数目，减少需要传输的数据量，特别是减少渲染生成图形所需的数据量，提高了渲染速度，满足了用户实时渲染要求，本发明专利技术还提供了一种三维模型图形生成装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据处理领域，特别是涉及一种三维;漠型图形的生成方法和装置。'
技术介绍
地理信息系统(Geographic Information System ，GIS )是用于采集、存储、 管理、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机系统，是分析和处理海 量地理数据的通用技术，是处理地理信息的系统。地理信息是指直接或间接与 地球上的空间位置有关的信息，又称为空间信息。随着科技的进步和数据处理能力的提高，GIS系统所涉及的地理范围正在 逐渐的扩大，从城市级别扩大到全国范围，最大的甚至发展到全球范围。随着 地理范围的扩大，其涉及到的数据也随之增大。海量数据的管理和应用已经成 为其制约应用到影像/地形数据系统的严重瓶颈。在计算机图形学中，场景中的物体通常是用多边形网格描述的，高精度的 扫描测绘手段为复杂物体基于多边形网格表示的三维几何建模提供了新的高 效手段，但由于采样精度高，由此建立的三维模型的复杂程度远远超过了当前 计算机的实时图形处理能力。对于一个大型城市，通常模型数据有数万个，每 一个模型有5000个顶点左右，顶点总量过亿。而相对于普通的三维应用，三 维建筑环境的数据规;漠更大，数据类型更加丰富多样，场景的图形数据复杂度 更高，给数据管理和场景描绘带来了更多的困难，高复杂度的海量三维空间数 据成为阻碍应用的主要因素。在三维GIS引擎中，对浏览的实时性要求很高， 如果直接下载并使用未经处理的原始数据，渲染速度将无法接受。即使利用三 维硬件设备来提高渲染速度也无法解决读取数据时的速度瓶颈，并且大大增加 了经济负担。如何降低这些模型的复杂度，提高三维模型图形的渲染速度，成 为一个迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种实现加速渲染三维模型图形的方法和装置，减少三维图形渲染所需要下载和传输的数据量，能够非常快速的实 现三维模型图形的渲染。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种三维模型图形的生成方法，包括获取原始精细三维模型数据，所述三维模型数据包括表示三维空间物体的多边形网格顶点数据；压缩所述三维模型数据，减少三维模型的冗余数据；接受用户请求，下载压缩后的三维模型数据，渲染生成三维模型图形。进一步，所述压缩三维模型数据的具体过程包括压缩所述原始精细三维模型的网格顶点数据，减少三维模型数据的冗余数据；压缩所述原始精细三维模型的紋理数据，减少三维模型数据的冗余数据。 进一步，在所述压缩三维模型顶点数据前进一步包括 减少原始精细模型的顶点数量，按精简级别生成不同层的模型数据。 进一步，还包括将不同层的模型数据按照区域划分成块，分别存储所述分 层分块后的模型数据。优选的，接受用户请求，下载特定层的模型数据，渲染生成三维模型图形。 优选的，所述压缩三维模型的顶点数据的具体过程包括a、 选定网格中的一个多边形；b、 以所述多边形为扩张中心，在扩张中心的边界上扩张一个多边形，得 到一个更大的扩张中心；c、 重复步骤b，直至所述扩张中心扩张至整个网格。 优选的，所述压缩三维模型的顶点数据的具体过程包括 al、选定网格中的一个三角形；bl、以所述三角形为扩张中心，以所述三角形外的一个点与所述三角形的 一条边组成另一个三角形，得到一个更大的扩张中心；cl、重复步骤bl，直至所述扩张中心扩张至整个网格。 优选的，所述压缩三维模型的紋理数据步骤包括 将紋理图像的大小根据对应模型区域的大小进行放缩； 去除重复的紋理；将紋理图合并成大图。优选的，所述压缩的具体步骤为 压缩格式紋理贴利用对称性和规律性，进行图像分割，将重复的紋理贴图分割，以位图格 式存储；调用所述以位图格式存储的紋理贴图，对其进行定位和拼接，实现三维几 何模型整个表面的紋理贴图。优选的，根据用户距离三维空间物体的距离和所需要的精度确定下载特定 层的才莫型数据，并渲染生成三维;漠型图形。本专利技术还提供了一种生成三维模型图形的装置，包括接收单元，用于接收原始精细模型数据，所述模型数据包括表示三维空间 物体的多边形网格顶点数据；压缩单元，用于压缩三维模型数据，减少三维模型的冗余数据；图形渲染生成单元，用于接受用户的请求，下载压缩后的三维模型数据， 渲染生成三维模型图形。进一步，所述压缩单元包括顶点数据压缩单元，用于压缩所述三维模型的 网格顶点数据，减少三维模型数据的冗余数据；紋理数据压缩单元，用于压缩三维模型的紋理数据，减少三维模型数据的 冗余数据。进一步，还包括分层单元，用于减少精细模型的顶点数量，按精简级别生成不同层的模型数据。进一步，还包括分块单元，用于将不同层的模型数据按照区域划分成块。 进一步，还包括存储单元，用于分别存储所述分层分块后的模型数据。 优选的，所述顶点数据压缩单元包括选定单元，用于选定网格中的一个多边形；扩张单元，用于以所述选定的多边形为中心，在中心的边界上扩张多边形， 直至扩张至整个网格。优选的，所述紋理数据压缩单元包括紋理压缩单元，用于转换紋理贴图的格式，压缩格式紋理贴分割单元，用于图像分割，分割重复的紋理贴第二存储单元，用于存储所述分割的紋理贴图，所述紋理贴图以位图的格 式存储；拼接单元，从第二存储单元调用以位图形式存储的紋理贴图，对其进行定 位和拼接实现三维几何模型整个表面的紋理贴图。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术通过对原始精细三维模型数据进行顶点压缩和紋理数据的压缩，降 低了这些模型的复杂度，减少了图形系统需要处理的多边形数目，减少需要传 输的数据量，特别是减少渲染生成图形所需的数据量，提高了渲染速度，满足 了用户实时渲染要求。进一步，本专利技术通过对三维模型的分层分块，将模型数据按照不同的级别 分层存储在服务器上，并按照区域将不同层数据划分成块，按照数据所在的层 与位置散列到服务器上，当客户端请求某一块数据的时候就不需要去遍历整个 数据，从而减少了每次请求数据的时间。同样减少了数据量，减少渲染的数据 批次，从而能快速的实现三维模型的渲染，满足用户的图形实时渲染要求。附图说明图l是本专利技术一种三维模型图形生成方法的流程图； 图2是本专利技术另一种三维模型图形生成方法的流程图； 图3是本专利技术一种三维模型图形生成装置的结构框图； 图4是本专利技术另一种三维模型图形生成装置的结构框图； 图5是图4所示装置中压缩单元的详细组成图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参照图1，示出了本专利技术一种三维模型图形生成方法的流程图，包括 步骤IOI、获取原始精细三维模型数据。所述三维模型数据包括表示三维空间物体的多边形网格顶点数据，利用三 维模型数据表示三维空间物体在现有技术中有多种实现方法，本专利技术对此不做详细介绍。所述三维模型数据是精确表示三维空间物体的顶点网格数据及其它 拓朴数据。步骤102、压缩所述三维模型lt据。为了减少传输和渲染所需的数据量，需要对描述场景物体的多边形网格进 行压缩简化。所述压缩原始精细三维模型数据步骤具体包括对原始精细三维模型的网 格顶点数据的压缩步骤1021和对原始精细三维模型的紋理数据的压缩步骤 1022。所述多边形网格简化的方法有如下几种，基于几何特征识别方法和基于小 波变换的方法。小波变换在计算机图形学中具有广本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维模型图形的生成方法，其特征在于，包括：　获取原始精细三维模型数据，所述三维模型数据包括表示三维空间物体的多边形网格顶点数据；　压缩所述三维模型数据，减少三维模型的冗余数据；　接受用户请求，下载压缩后的三维模型数据，渲染生成三维模型图形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙庆文，孙维志，孙茳，刘路，
申请(专利权)人：北京灵图软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]