[發(fā)明專利]一種三維模型的有向包圍盒構(gòu)造的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310700567.5
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103729877A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余欣
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海金山網(wǎng)絡(luò)游戲科技有限公司;廣州西山居世游網(wǎng)絡(luò)科技有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T15/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 陳國榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖形處理領(lǐng)域，特別是一種三維模型的有向包圍盒構(gòu)造的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

三維模型大量應(yīng)用于計算機渲染中，在動畫、游戲和電影等領(lǐng)域，當(dāng)進(jìn)行一個模型的剔除裁剪計算，或者進(jìn)行兩個模型的碰撞計算，都需要使用到模型的包圍盒以替換大量的頂點計算，從而大大提高運行速度與渲染效率。與軸對齊包圍盒（AABB）相比，有向包圍盒（OBB）是一種更加貼近模型、更緊閉的包圍盒，傳統(tǒng)的有向包圍盒計算方法是通過協(xié)方差矩陣計算得到，此方法需要進(jìn)行大量復(fù)雜計算，導(dǎo)致效率低下，且得到的有向包圍盒并非最緊閉的包圍盒。由于傳統(tǒng)方法計算復(fù)雜，并需要一定的數(shù)學(xué)知識，以至于影響了有向包圍盒的普及和應(yīng)用，而有向包圍盒的優(yōu)點，又使得在一些需求度高的場合不得不使用它進(jìn)行碰撞和裁剪計算，因此一種快捷、簡單的有向包圍盒計算方法，將有助于降低有向包圍盒的使用難度和計算開銷。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種三維模型的有向包圍盒構(gòu)造的方法和系統(tǒng)，使有向包圍盒的獲取快捷、簡單，并降低有向包圍盒的使用難度和計算開銷。

本發(fā)明解決其問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種三維模型的有向包圍盒構(gòu)造的方法，包括：

（1）將三維模型分別投影在三維坐標(biāo)中的XY、YZ和XZ三個平面上；

（2）分別旋轉(zhuǎn)三個平面上的投影，得到每個投影的最小的二維軸對稱包圍盒，通過此包圍盒確定每個投影的旋轉(zhuǎn)角度；

（3）根據(jù)三個旋轉(zhuǎn)角度，依次對應(yīng)將三維模型的X、Y和Z坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)相同的角度；

（4）計算并獲取三維模型的軸對齊包圍盒。

（5）根據(jù)三個旋轉(zhuǎn)角度，將軸對齊包圍盒按照與X、Y和Z坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的相反的方向旋轉(zhuǎn)相同的角度。

在整個方法過程中，將三維模型轉(zhuǎn)換在二維平面上，并在各個二維平面上的計算對應(yīng)的軸對稱包括盒，有效降低了包圍盒的計算難度和復(fù)雜度。

通過3個旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸實現(xiàn)對三維模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并獲取旋轉(zhuǎn)后的軸對齊包圍盒，再進(jìn)行三個角度的反向旋轉(zhuǎn)，即可得到最終的有向包圍盒，相比于現(xiàn)有技術(shù)中使用的協(xié)方差矩陣，有效提供了運算速度。

由于在三個平面都做了統(tǒng)計和比較，得到的有向包圍盒與現(xiàn)有技術(shù)相比，包圍盒更加緊閉和貼近模型。

本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供了一種三維模型的有向包圍盒構(gòu)造的系統(tǒng)，包括：

三維模塊，將三維模型分別投影在三維坐標(biāo)中的XY、YZ和XZ三個平面上；

二維模塊，分別旋轉(zhuǎn)三個平面上的投影，得到每個投影的最小的二維軸對稱包圍盒，通過此包圍盒確定每個投影的旋轉(zhuǎn)角度；

旋轉(zhuǎn)模塊，根據(jù)三個旋轉(zhuǎn)角度，依次對應(yīng)將三維模型的X、Y和Z坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)相同的角度；

包圍盒模塊，計算并獲取三維模型的軸對齊包圍盒。

反旋轉(zhuǎn)模塊，根據(jù)三個旋轉(zhuǎn)角度，將軸對齊包圍盒按照與X、Y和Z坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的相反的方向旋轉(zhuǎn)相同的角度。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用一種三維模型的有向包圍盒構(gòu)造的方法和系統(tǒng)，將三維模型分別投影在三維坐標(biāo)軸所對應(yīng)的三個二維平面上，以降低最終獲取三維模型有向包圍盒的復(fù)雜度，提高運算效率，節(jié)省時間；利用二維投影的軸對稱包圍盒獲取投影旋轉(zhuǎn)的角度，最終獲取有向包圍盒，降低運算的復(fù)雜度；在三個平面都進(jìn)行了統(tǒng)計和比較，獲取的包圍盒更加緊閉和貼近模型。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明所述方法流程圖；

圖2是旋轉(zhuǎn)角度確定的流程圖；

圖3是本發(fā)明所述系統(tǒng)組成框架圖；

圖4是所述三維模塊的結(jié)構(gòu)組成框圖；

圖5是所述二維模塊的結(jié)構(gòu)組成框圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種三維模型的有向包圍盒構(gòu)造的方法，通過此方法可以生成三維模型的包圍構(gòu)造盒，參照圖1所示，包括：

步驟100，將三維模型投影在三個平面上。三維模型對應(yīng)的三維空間具有X、Y、Z三個坐標(biāo)系，三個坐標(biāo)系組成XY、YZ和XZ三個平面，將三維模型投影在三個平面上，在具體投影時：

向XY平面投影時，將三維模型的每個頂點分別與X和Y的單位軸（1，1，0）進(jìn)行點乘，得到每個頂點在XY平面的投影點位，之后，連接相應(yīng)的點位；

向YZ平面投影時，將三維模型繞Y軸旋轉(zhuǎn)90度，之后，將三維模型的每個頂點分別與Y和Z的單位軸（0，1，1）進(jìn)行點乘，得到每個頂點在YZ平面的投影點位，之后，連接相應(yīng)的點位；