[發明專利]一種基于云端繪制的大規模三維場景多人協同創作方法

有效

• 申請號: 201210267390.X
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102866919A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 陳雷霆;曹躍;田師聰;劉暢;謝彰桓;許泉;張劍平;范靖宇;蔡洪斌
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06T19/00;H04L29/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 詹永斌;錢成岑

技術領域

本發明涉及三維可視化場景創作與編輯領域，尤其是一種基于云端繪制的大規模三維場景多人協同創作方法。

背景技術

隨著云計算的不斷發展，云繪制開始進入研究者的視線。云繪制的模式與常規的云計算類似，即將3D程序放在遠程的服務器中繪制，用戶終端通過Web軟件并借助高速互聯網接入訪問資源，指令從用戶終端中發出，服務器根據指令執行對應的繪制任務，而繪制結果畫面則被傳送回用戶終端中加以顯示。

云繪制對網絡響應速度和服務器3D圖形性能具有一定的要求。云繪制系統要面對多用戶的繪制請求，這對于后端的服務器系統而言將是巨大的壓力。3D應用程序對于用戶指令的響應高度敏感，譬如在編輯3D場景時，用戶指令必須得到及時響應，若稍有延遲，用戶就會明顯感覺操作不流暢。而指令延遲則取決于用戶終端與服務器的網絡接入性能。因此需要良好的網絡環境來滿足云繪制所需要的快速響應。

云繪制的實現將帶來諸多的好處。首先，云讓用戶可以在任何輕量級的終端上獲得高質量的3D繪制，如可以在智能手機之類的掌上設備中玩《極品飛車13》或者更新的3D大作，終端性能變得不那么重要；其次，云繪制模式意味著多個用戶可以在同一個計算集群中公用同一3D應用程序，當然他們也可以構建驚人數量的協作；云繪制能夠讓用戶擺脫對于地域和設備的依賴—假如你現在想玩大型3D游戲，那么高配置的臺式機是必然的選擇，雖然各大PC廠商都有推出配置奢侈的游戲筆記本，但這類產品普遍是配備17英寸大屏幕的“重量級”產品，基本上別指望能拿它經常到處走，也就是說你只能老老實實坐在電腦桌前享受3D大作的快感。云繪制令這種羈絆消弭于無形，用戶可以在任何一種終端設備中干同樣的事情，通過智能手機也能獲得過去高性能PC才能提供的卓越效果。

云繪制帶來變革的體現在社會生產的諸多方向。本專利創造性的將云繪制運用在大規模三維場景的多人協同創作中。目前在建筑、汽車、飛機、輪船等設備的設計中，普遍已使用到3D技術，如創作3D虛擬城市，可能需要多人進行創作，創作者可以在屏幕上隨時變更設計方案和快速預覽。傳統的單機創作模式下，創作者不能實時觀測其他人的創作結果，也無法準確判斷自己的創作結果對整個場景的影響，因此需要更高的溝通成本，如果創作者不在同一地方則創作難度更大。利用云繪制可以很好地解決這些問題：一個創作中的場景在云服務器中繪制生成，不同地域的創作者可以在同一個平臺中進行場景創作，彼此直接交流看法并作出結論，修改后的創作共同驗證，這相當于將所有創作者緊密地聯結在一起：內耗因素完全消除，個人創意均可得到發揮，最終整個團隊能夠以最高效率完成創作工作，而且也意味著能夠獲得高質量的創作作品。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于云端繪制的大規模三維場景多人協同創作方法，探索將云繪制技術與三維可視化場景創作的結合應用。目標是通過將場景繪制流程放在服務器端，服務器端完成多用創作過程互斥，創作結果合成，使創作者在進行大規模三維場景創作時能實時觀測所有創作者的創作結果，輔助創作者更好的判斷自己的創作對整個場景產生的影響，減少創作者之間的溝通成本，對超大規模場景的多人協同創作具有積極意義。

為了達到上述目的，本發明提供了一種基于云端繪制的大規模三維場景多人協同創作方法，由下列兩大模塊組成：服務器端與客戶端，服務器端是由多臺計算機構成的集群；集群中的主機分為調度主機和繪制主機；三維場景繪制流程在服務器端執行，創作過程產生的場景數據保存在服務器端；包括下列步驟：

（1）首先由多臺客戶端主機產生用戶指令，然后發送給服務器端的調度主機；

（2）調度主機首先負責處理多個用戶編輯同一三維場景所產生的同步與互斥問題，然后為每臺繪制主機分配繪制任務，最后將經過處理后的用戶指令發送給服務器端的多臺繪制主機；

（3）繪制主機首先根據用戶指令修改場景，然后根據用戶視角將場景繪制成圖像，最后將圖像回傳給對應的客戶端主機；

（4）客戶端主機提供三維場景創作的操作界面，并實時顯示所有客戶端主機的創作結果。

優選步驟：

（1）繪制進程啟動后，繪制流程開始循環執行；

（2）每幀繪制開始前，調度主機從緩存中讀出從前一幀開始的時間間隔內產生的用戶指令，調度主機再將收到的用戶指令合并成字符串流發送到所有繪制主機；

（3）所有繪制主機更新場景數據，繪制由本機負責的視圖。

優選步驟：