[發明專利]一種三維場景中的物體顯示方法

無效

• 申請號: 201110228999.1
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102411793A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 陳翔
• 申請（專利權）人: 上海福家網絡科技有限公司
• 主分類號: G06T13/20
• 分類號: G06T13/20;G06T15/00
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 解文霞

技術領域

本發明涉及三維動態場景中實時繪制三維物體方法，尤其涉及一種用實物照片替代常規模型在三維場景中模擬顯示高度仿真的三維物體的方法。屬于計算機應用領域，特別是計算機圖形學、虛擬成像技術領域。

背景技術

三維實時虛擬顯示技術已廣泛應用在游戲、虛擬仿真等領域中，它具有強大的交互能力和三維空間展示能力。但在現有的計算機軟、硬件條件下，三維模型制作復雜，模型仿真度低，在三維渲染時不及物體圖片和視頻。這使三維實時虛擬顯示技術無法達到即能保持強大的互動性又能高仿真的模擬展示物體。

目前在計算機三維仿真系統中是運用事先做好的模型來模擬三維物體的展示，當前使用的技術主要是以下兩種：

基于圖像的建模技術：按角度對實物采樣，通過計算機算生成三維模型，然后簡化為最終模型，同時制作模型表面紋理貼圖。

基于建模工具軟件建模技術：運用建模工具軟件，按實物制作出三維模型，同時制作模型表面紋理貼圖。

現有的這兩種主流技術都需要模型制作軟件來建立物體的模型，也需要圖形制作軟件來制作模型表面的紋理貼圖。但在現有的計算機軟件硬件條件下，三維模型制作復雜，模型仿真度低，在三維渲染時即便可以制作出真實物體的外形、輪廓，也不及物體照片和視頻所能達到的真實度。這使三維實時虛擬顯示技術無法達到即能保持強大的互動性又能高仿真的模擬展示物體。

同時由于三維仿真系統對模型低點面數，控制紋理貼圖數量大小的要求，使得這些技術在應用時變的非常困難，需要制作人員有非常高的技術能力和應用經驗。

有鑒于此，本領域發明人針對上述問題，開發了一種新的三維場景中的物體顯示方法，以提高展示物體的真實度，并降低制作人員的技術制作難度。

發明內容

本發明的目的在于，提供了一種照片替模渲染技術，即用真實物體的照片，在三維場景中替代模型渲染，達到虛擬仿真的一種技術方法，克服了現有模型渲染技術的缺點，從而實現在三維虛擬仿真環境下，真實物體的無差別展示，包括場景中物體的大小、旋轉角度、位置關系及物體的各個表面、物體與場景中其它物體的遮擋關系、物體與其它物體的角度關系等。

本發明采用如下技術方案：

所述三維場景中的物體顯示方法，包括以下步驟：

1)將在三維場景中使用的物體，放置到相機拍攝區域中，根據三維場景中眼睛觀察角度，依據三維場景互動時的角度變化需求，等分環繞拍攝n張物體照片。得到物體照片組P[1]，P[2]，P[3]，P[4]，P[5]...P[n]，n為實際應用三維場景中觀察角度個數，由360度等分及當前三維場景物體表現細膩程度決定，觀察角度的個數與照片數相同，即n的數目與實際應用中三維場景可變化視角個數相同。

其中，三維場景是指使用計算機實時三維圖形技術顯示的，虛擬仿真顯示的三維環境影像。

眼睛觀察角度是指眼睛與水平地面的夾角度數，角度可以是30度到60度之間的任意角度，優選30度到45度。

等分環繞是指以觀察點為原點，觀察點到眼睛位置為半徑旋轉等分角度。

2)利用圖片處理工具對所述步驟1)中的照片進行處理將目標物體輪廓以外的背景部分做透明處理，依次將處理過的照片存儲為大小統一的照片組G[1]，G[2]，G[3]，G[4]，G[5]...G[n]；n的數值與所述步驟1)中n的數值相同。

其中，將照片中目標物體以外的內容做透明處理的技術可參見《計算機圖形學基礎》的文獻報道。

3)確定三維場景中物體在不同視角下應該顯示的所述步驟2)中照片序號，根據公式A＝F+H*n/360，其中物體照片初始序號為F，當前眼睛新視角即與初始視角夾角為H，照片總數為n，計算出A為新視角下最終所使用的照片序號，調用G[A]為新視角下最終所使用的照片。

4)運用billboard中的視點朝向技術，Alpha透明技術，深度緩沖技術處理所述步驟3)中照片，使得處理后的照片始終朝向觀察者，照片中物體在三維場景中有透明感，照片中物體間的遮擋、大小比例關系；運用billboard中的公告板技術，將處理完的照片綁定到公告板上。

其中，Billboard技術、alpha透明技術、深度緩沖技術都是現有技術，均可參見《計算機圖形學基礎》的文獻報道。