[發明專利]一種基于形式化的復雜三維場景建模方法

有效

• 申請號: 201710014945.2
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106709980B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 呂江花;馬世龍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 祗志潔

本發明提供了一種基于形式化的復雜三維場景建模描述方法，屬于虛擬現實領域中場景建模技術。本方法包括：基于BNF(巴科斯范式)設計場景建模語法規則，將三維場景按照場景對象、場景對象模板和場景對象模板屬性進行抽象；進行建模操作形成抽象建模結果；根據映射規則將抽象建模結果轉化為以XML格式為標準的建模結果，以實現目標三維場景抽象建模。本發明所設計的場景建模語法規則更加嚴謹并且不存在二義性，所使用的三維場景抽象方法具有較強屬性描述能力和良好的擴展性，可以應對各種類型的場景對象，能為界面化建模提供良好的支持，完成復雜三維場景抽象建模。

技術領域

本發明屬于場景建模和應用軟體系結構設計相結合的領域，涉及虛擬現實中的場景建模方法的應用，具體涉及一種基于形式化的復雜三維場景抽象建模方法。

背景技術

隨著虛擬現實、計算機網絡、軟件工程等技術的逐步發展，越來越多的軟件選擇更加直觀、真實、交互友好的三維場景展示方式向用戶提供信息，如：網絡虛擬祭祀平臺、虛擬試衣間平臺、虛擬測試平臺等。其中，場景建模作為虛擬現實相關應用程序開發中重要的環節，是必須要面對的問題。為了將這些三維場景展示出來，往往需要將目標三維場景信息通過文本的形式保存在文件中，再通過專門的商業引擎工具Unity3D、Unreal等對這些文件加以讀取和解析，并最后形成三維場景。目前，隨著業務需求的不斷復雜化，目標三維場景的結構也變得愈加復雜，尤其體現在場景中對象結構的復雜化。因此要解決復雜三維場景的建模，實際上就是要解決復雜場景中對象的建模，雖然目前已經存在了一些場景建模方法，但它們普遍存在如下問題：①部分建模方法對復雜場景對象的屬性和特征描述能力不足，具體表現在數據類型不足、構造新數據類型困難以及對數組、結構體等復雜類型描述困難等方面，因而在面對復雜場景描述時應用較為困難；②部分建模方法業務耦合性強，一方面沒有總結出抽象的場景對象描述方法，另一方面經常局限于某一種具體的文本描述規則，因此導致其通用性不足；③大多數建模方法在設計時沒有考慮到界面化建模支持，當目標場景的規模非常龐大時，直接人工編輯建模文本會降低工作效率，并提升因人為疏忽導致的文本編輯錯誤。

在對當前現存的三維場景建模方法進行分析后發現，這些方法普遍難以應對構成粒度低、屬性種類繁雜的復雜3D場景的建模需求，同時存在屬性描述能力不足、通用性較差以及界面化建模支持程度低的問題。因此，如何解決復雜三維場景的抽象建模，同時兼具良好的屬性描述能力、通用性以及界面化建模支持就成了需要解決的問題。

發明內容

本發明為了克服現有方法存在的缺陷，增強建模方法的描述能力、通用性以及界面化建模支持能力，并完成復雜三維場景抽象建模，提出了一種基于形式化的三維場景建模方法。

本發明提供的基于形式化的復雜三維場景建模方法，包括：

步驟1，將三維場景按照場景對象、場景對象模板和場景對象模板屬性進行抽象，基于BNF(巴科斯范式)設計場景建模語法規則；

所述場景對象表示構成三維場景的基本單位，所述場景對象模板是將具有相同特征的場景對象的屬性進行提取所形成的一種抽象屬性集合。

步驟2，將場景建模語法規則文件與場景資源文件導入建模環境，并通過建模環境提供的操作對目標場景進行建模，形成抽象建模結果；

步驟3，根據映射規則將抽象建模結果轉化為以XML格式為標準的建模結果，完成目標三維場景抽象建模描述工作。

本發明的優點與積極效果在于：

(1)本發明借助形式化方法對虛擬三維場景的特征進行抽象分析，并基于BNF提出了了場景建模規則。相較于現有方法中的建模規則，本發明中的規則更加嚴謹并且不存在二義性，提升了建模方法的通用性的同時還能為界面化建模提供良好的支持；