[發明專利]基于用戶指定誤差精度的三維模型傳輸方法

有效

• 申請號: 201510057252.2
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104715495B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 楊柏林;謝斌波;金劍秋;王勛;江照意
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G06T9/00
• 分類號: G06T9/00;H04L29/06
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 王佳健

技術領域

本發明屬于與網絡傳輸相關的多媒體技術領域，特別涉及一種用戶指定誤差精度的三維模型壓縮傳輸方法。

背景技術

隨著計算機圖形學的發展以及工業上對三維模型的廣泛應用，三維模型正朝著復雜化、精細化的方向發展。通過成熟的三維建模技術，一些大型的虛擬場景如3D博物館、三維虛擬城市、地貌地形都能栩栩如生的展現在我們眼前。這些場景通常規模龐大，面片數量眾多，分辨率高，視覺效果極佳。因此整個模型極其復雜且模型數據量大。此外，在現代化的工業設計中，工業設計產品的結構越來越復雜，組成的零部件越來越多，而每個大小零部件都需要由三維模型來表達。因此，工業產品結構越復雜，三維模型的結構也越復雜。

另外一種獲得三維模型的途徑是通過三維掃描技術，隨著掃描技術的不斷提高，通過掃描獲得三維模型的成本越來越低，而模型的精度卻越來越高。對于某些真實、復雜的實物其局部細節特征豐富，網格表面的曲率大，例如人體的面部，藝術品等，若通過三維建模途徑來獲得其三維模型，美工的制作工藝將極其龐大，往往顯得力不從心，而通過三維掃描技術，能迅速便捷地將物體的空間坐標、色彩值掃入計算機中，得到與實物大小、形狀、顏色一模一樣的三維模型，工作效率得到提高。在影視特技制作領域，三維掃描技術被廣泛應用于影視業、廣告業等娛樂媒體行業，特技效果的運用給人們帶來了前所未有的視覺享受，現已成為高質量影視制作的衡量標準。為了能超高清地展示實物的每個細節，三維掃描技術正朝著精細化的方向發展。

由于三維模型的規模越來越龐大，模型形狀越來越復雜，模型的精度越來越高，導致三維模型所需處理及傳輸的數據量急劇增加。與此同時，隨著PC機和移動智能設備的普及，越來越多的普通用戶對三維模型的瀏覽、分享等需求也急劇增加。尤其是在電子商務領域，為了能吸引顧客，商家需要全方面展示商品的內在信息，如結構、功能信息，讓購物者能夠在虛擬商場中漫游，對三維模型進行交互式地操作。

在三維模型傳輸中，通過對三維模型的數據量進行壓縮處理，可以大幅度的降低所需傳輸的數據量，從而節省有限的網絡帶寬以及減少客戶端的數據處理量。根據網絡質量的差異以及用戶對三維模型需求的不同，三維模型的多分辨率漸進壓縮傳輸方法是其中的一種解決方案。不過，為在客戶端實現最佳的中間繪制效果，在給定的比特率下，漸進壓縮傳輸方法需在模型的壓縮率和繪制失真率兩者之間進行權衡，而此項計算需耗費大量的計算代價。此外，在一些移動應用中，如移動游戲和移動虛擬漫游，復雜場景中的三維模型通常都采用單一位率的壓縮方法，以便三維模型能夠快速的從服務端傳輸到客戶端，并且采用單一分辨率的壓縮方法具有較高的壓縮率。

發明內容

本發明針對現有技術在單分辨率模型壓縮傳輸技術上的不足，提出了一種基于用戶指定誤差精度的三維模型傳輸方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下：

首先，讓用戶在客戶端指定所需傳輸模型的視覺誤差與低頻誤差。其次，服務端將該模型的幾何數據(笛卡爾坐標)做Laplacian轉換，轉換后的坐標稱為δ-coordinates坐標。然后，根據用戶選擇的視覺誤差，將δ-coordinates坐標做相應的量化。再通過選取參數υ(參數υ表示錨點密集程度)兩個不同值的錨點，來構造模型低頻誤差與參數υ之間的函數關系，并根據此函數及用戶指定的低頻誤差來選取該模型所需添加的錨點數量。最后，對該模型的低頻誤差進行微調，使其滿足用戶的要求，并將該模型發送給客戶端。客戶端收到數據后，只需求解最小二乘解，就能恢復該模型的幾何數據。

本發明的有益效果：本發明是一種基于用戶指定誤差精度的三維模型壓縮傳輸方法，用戶可根據當前的網絡質量以及實際的需求來選擇所需傳輸的三維模型質量。

附圖說明

圖1為錨點分布與路徑。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步說明：

本發明首先讓用戶在客戶端指定所需傳輸模型的視覺誤差與低頻誤差。

視覺誤差評判函數為：

其中：

上述式中l_ij表示頂點i到j的距離，N(i)表示i頂點的鄰接點的集合，Q(v_i)是重構模型對應的頂點v_i。

低頻誤差評判函數為：

其中：v_i為原始的幾何坐標，Q(v_i)為重構模型的幾何坐標。

服務端在接收到請求后，將做以下處理：