一种三维模型渲染系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种三维模型渲染系统及方法，所述系统至少包括处理器和终端，所述处理器被配置用于：读取模型和/或节点的初始级别的包围盒(10)，基于所述包围盒(10)的尺寸进行分级；确定所述包围盒(10)的步长并对分级后的包围盒进行分块处理；基于步长个数与模型渲染范围的关系确定所述模型渲染范围；所述终端被配置用于：显示模型(20)的渲染界面。本发明专利技术基于包围盒大小对模型分级分块，能够提升模型展示效率，同时维持模型原貌。与现有的多分辨率网格简化技术对模型的简化相比，本发明专利技术的方法通过判断包围盒级别，减少了误差和文件冗余。保证了观察模型时的工作效率。证了观察模型时的工作效率。证了观察模型时的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种三维模型渲染系统及方法


[0001]本专利技术涉及三维模型渲染
，尤其涉及一种三维模型渲染系统及方法。

技术介绍

[0002]渲染是指根据场景的设置、赋予物体材质、贴图、灯光等要素的过程。在三维模型建立后，通过渲染的方式，为模型添加皮肤、肌理等元素，进行材质填图。还会添加光线、辅助线，利用三维建模渲染软件让人对光影、色彩等视觉产生错觉，让模型从三维模型网格呈现出二维真实感高的图像。渲染可以弧补建模的不足，可以把复杂的建模表面化。三维建模渲染软件，在很多行业中都有应用，比如影视、动画行业、室内设计。
[0003]对于已加载地形影像的三维场景，在加载模型后浏览模型时，可能会从不同视角高度、不同层次结构来查看三维模型，如果在每次浏览视角停留时对模型进行重新加载渲染，这无形之间加重了引擎渲染的负担，进而在渲染速度、使用效率上讲大打折扣。
[0004]现有技术是将模型放在一个统一边长的框架内，根据框架内小边长进行划分模型。没有考虑到模型不同节点的精细程度，造成了数据冗余。不仅如此，现有技术根据不同模型的节点大小，绘制不同大小的模型包围盒，自动进行分级分块的算法复杂。这会加重算法的复杂程度，同时因为模型与模型之间的相互作用，同一场景下的不同模型要考虑自动分级时的一致性。
[0005]现有技术的缺陷还包括：第一，在三维场景下，在展示模型时不做任何处理，将所有构件的网格、材质、贴图等原始数据逐一加载出来，所耗费的时间和资源是巨大的，浏览模型时保证实时绘制的效率是三维场景的难点。第二，多分辨率网格简化技术对模型的简化是固定了三维模型的级别大小，无法进行实时的更改，更改所在级别的绘制程度需要重新设置后绘制生成，增加了绘制压力，降低工作效率。
[0006]例如，公开号为CN 109558507A的中国专利公开了一种三维模型渲染方法及系统，通过接收客户端发送的渲染请求，渲染请求携带待渲染的三维模型；判断待渲染的三维模型是否已存在预存的三维模型中；若判定待渲染的三维模型已存在预存的三维模型中，获取服务器的使用状态，并判断使用状态是否为可用状态；若判定使用状态为可用状态，则对待渲染的三维模型的显示内容按照预设排序进行划分；对划分后的显示内容进行渲染，并按照预设排序发送渲染后的显示内容到客户端，以使客户端根据渲染后的显示内容显示渲染后的三维模型，本专利技术实施例能够实现对三维数据模型的快速渲染，提高渲染效率。
[0007]再例如，公开号为CN113658316B的中国专利公开了一种三维模型的渲染方法，先将三维模型划分为明亮区域和阴影区域，然后直接基于三维模型的颜色对所述明亮区域进行渲染，并基于预先确定的阴影颜色对所述阴影区域进行渲染，从而能够直接获取最终的渲染效果。相比于先绘制待渲染三维模型再进行后处理的渲染方式，该专利技术的渲染方式渲染效率较高，更加适用于实时渲染场景。
[0008]上述现有技术提出的三维模型渲染方式，明显地没有考虑当变换查看视角时，三维模型的渲染数据冗余的缺陷问题。本专利技术希望能够通过改进渲染方式来避免三维模型的
渲染由于查看视角变换带来的数据冗余的缺陷问题。
[0009]此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本专利技术时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本专利技术不具备这些现有技术的特征，相反本专利技术已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在
技术介绍
中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

[0010]现有技术中，一般根据不同模型的节点大小，绘制不同大小的模型包围盒，自动进行分级分块的算法复杂，这会加重算法的复杂程度，同时因为模型与模型之间的相互作用，同一场景下的不同模型要考虑自动分级时的一致性。没有考虑到模型不同节点的精细程度，造成了数据冗余。
[0011]针对现有技术之不足，本专利技术提供了一种三维模型渲染系统，至少包括处理器和终端，所述处理器被配置用于：读取模型和/或节点的初始级别的包围盒，基于所述包围盒的尺寸进行分级；在确定所述包围盒的步长的情况下，对分级后的包围盒进行分块处理；基于步长个数与模型渲染范围的关系确定所述模型渲染范围。所述终端被配置用于：显示模型的渲染界面。
[0012]优选地，终端包括处理器和操作运行系统，例如，终端的处理器被配置为Intel EM64T或AMD64双核及以上。终端包括RAM存储器，例如为16GB的RAN存储器。终端设置有磁盘空间、显卡等组件。磁盘空间优选80GB。操作运行系统例如是windows7～windows11系列，64位系统。
[0013]本专利技术基于包围盒的大小针对模型分级分块的调度机制能够提升模型的展示效率，同时维持模型原貌。与现有的多分辨率网格简化技术对模型的简化相比，本专利技术通过判断包围盒级别，减少了误差和文件冗余，保证了观察模型时的工作效率。
[0014]优选地，将所述包围盒分级的方法至少包括：基于用户自定义分级范围进行分级；基于所述包围盒的尺寸进行分级；基于自然断点法进行分级。
[0015]现有技术中，多分辨率网格简化技术对模型的简化是固定了三维模型的级别大小，无法进行实时的更改，更改所在级别的绘制程度需要重新设置后绘制生成，增加了绘制压力，降低工作效率。
[0016]本专利技术将包围盒进行分级，使得包围盒能够自动实时被分级，降低了各个级别的包围盒的绘制压力，减少了数据的冗余。
[0017]优选地，对分级后的包围盒进行分块处理的步骤至少包括：将同一级别的所述包围盒设置为相同块区，其中，基于所述包围盒的最长对角线的长度和预设的划分指数区间来划分所述块区。
[0018]本专利技术通过划分指数来划分块区，使得块区形成规则的矩形，并且不同级别的块区被划分不同，从而使得不同级别的块区自动形成了区别。
[0019]优选地，所述块区为立方体，在所述块区为正方体的情况下，所述划分指数为所述块区的棱长与所述包围盒的最长对角线的长度的比。划分指数的设置，使得块区的范围能够完全覆盖包围盒的范围，避免包围盒的局部被遗漏渲染的现象。
[0020]优选地，所述划分指数区间为1.2～1.5。
[0021]优选地，所述确定所述模型渲染范围的方法至少包括：将基准包围盒乘以渲染指数得到模型渲染范围，其中，所述基准包围盒与模型相切的包围盒，所述基准包围盒与模型相切的包围盒，所述基准包围盒与模型相切的包围盒，渲染指数基于三维场景下模型所在所述模型渲染范围大小进行划分。其中，每个级别下块区必须完整、并且覆盖所有模型所在范围。因此，渲染指数是一个区间。
[0022]本专利技术通过渲染指数的来确定模型渲染范围，使得模型渲染范围根据视角进行渲染，若无视角变更则停止渲染，减少了渲染所需要的数据冗余。
[0023]优选地，所述包围盒分级的级别设置方式至少包括：第一级、第二级、第三级、第四级和第五级的包围盒尺寸逐渐增大。如此设置，有利于对不同级别的包围盒进行不同程度的渲染，提升模型展示效率。
[0024]本专利技术还提供一种三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维模型渲染系统，至少包括处理器和终端，其特征在于，所述处理器被配置用于：读取模型和/或节点的初始级别的包围盒(10)，基于所述包围盒(10)的尺寸进行分级；确定所述包围盒(10)的步长并对分级后的包围盒进行分块处理；基于步长个数与模型渲染范围的关系确定所述模型渲染范围；所述终端被配置用于：显示模型(20)的渲染界面。2.根据权利要求1所述的三维模型渲染系统，其特征在于，将所述包围盒(10)分级的方法至少包括：基于用户自定义分级范围进行分级；基于所述包围盒(10)的尺寸分级；基于自然断点法进行分级。3.根据权利要求1或2所述的三维模型渲染系统，其特征在于，对分级后的包围盒进行分块处理的步骤至少包括：将同一级别的所述包围盒(10)设置为相同块区，其中，基于所述包围盒(10)的最长对角线的长度和预设的划分指数区间来划分所述块区。4.根据权利要求1～3任一项所述的三维模型渲染系统，其特征在于，所述块区为立方体，在所述块区为正方体的情况下，所述划分指数为所述块区的棱长与所述包围盒(10)的最长对角线的长度的比。5.根据权利要求1～4任一项所述的三维模型渲染系统，其特征在于，所述划分指数区间为1.2～1.5。...

【专利技术属性】
技术研发人员：高珺洁，张尧，雷尧，王瑶瑶，张滨鹏，李宗成，孙佳美，李艳松，
申请(专利权)人：北京达美盛软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：