[發(fā)明專利]一種基于webgl的三維模型渲染顯示系統(tǒng)及使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111313322.8
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN114037791A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 全一明;張雪瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳星尋科技有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T17/20;G06T3/00;G06T3/40;G06F16/957
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50219
• 代理人: 劉立春

本發(fā)明公開一種基于webgl的三維模型渲染顯示系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)庫，用于存儲所有三維模型對象的模型數(shù)據(jù)和用于渲染的網(wǎng)格模型；網(wǎng)格模型簡化模塊，用于提取所有三維模型對象的三維模型數(shù)據(jù)，根據(jù)三維模型對象歸類劃分進行網(wǎng)格模型簡化；三維模型對象信息合并模塊，用于提取每類三維模型對象的視角位置信息和縮放比例信息并進行合并；三維模型對象選擇模塊，用于確定視域內(nèi)顯示的三維模型對象，刪除視域外的其它三維模型對象；顯示狀態(tài)內(nèi)存密令觸發(fā)模塊，用于觸發(fā)三維模型對象的顯示狀態(tài)內(nèi)存密令；渲染的網(wǎng)格模型模塊，用于選擇待渲染的網(wǎng)格模型。本發(fā)明在不影響顯示效果的前提下，實現(xiàn)渲染效率提升，渲染模型數(shù)據(jù)降維和數(shù)據(jù)量的降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種基于webgl的三維模型渲染顯示系統(tǒng)及使用方法。

背景技術(shù)

在地理信息系統(tǒng)(簡稱GIS)行業(yè)中，大批量三維模型可視化一直是地理信息的一個顯著特征。近年來，隨著瀏覽器性能優(yōu)化，傳統(tǒng)行業(yè)智慧化、知識化轉(zhuǎn)型，Web三維可視化技術(shù)發(fā)展迅速，B/S三維可視化已經(jīng)成為地理信息過程動態(tài)模擬、可視化分析、協(xié)同決策等方面不可或缺的核心技術(shù)。在三維場景中為了更真實的展示目標，三維模型可視化已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。例如在航空監(jiān)測和衛(wèi)星管控應(yīng)用中，三維模型的數(shù)量龐大，這給圖形渲染帶來巨大的壓力。以某一時間段全球航班為例，大約2500架飛機，如果每架飛機都實時渲染，系統(tǒng)渲染的幀率會急速下降，導(dǎo)致卡頓甚至卡死。通常的硬件環(huán)境，按照常規(guī)的三維模型渲染方式，能承受的三維模型渲染量大概在2000左右(具體由模型精度和機器性能而定)，而實際應(yīng)用中遠大于此。

為解決常規(guī)三維模型渲染效率低與實際需求之間的矛盾，通常的解決方案利用Levels ofDetail(簡稱LOD)的思想，即在不同的視域距離顯示模型圖片和三維模型，例如目標與視點超過一定距離時，不考慮目標細節(jié)，只顯示模型圖片，當目標與視點較近時，顯示目標三維模型，從而在控制三維模型數(shù)量的同時，又可以查看所有的目標信息。這種方案雖然在一定程度上解決了問題，但在本質(zhì)上，它只是一種調(diào)度方案，并沒有從根本上提升三維模型的渲染效率，并且這種調(diào)度，在某些情況可以使用，但在視域內(nèi)目標比較密集的場景可能就不能滿足需求，三維模型目標必須始終顯示，這種情況下，LOD的方案就無法適用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有解決方案利用LOD的方案，并沒有從根本上提升三維模型的渲染效率問題，本發(fā)明提供了一種基于webgl的三維模型渲染顯示系統(tǒng)及使用方法。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于webgl的三維模型渲染顯示系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)庫，用于存儲所有三維模型對象的模型數(shù)據(jù)和用于渲染的網(wǎng)格模型；

網(wǎng)格模型簡化模塊，用于提取所有三維模型對象的三維模型數(shù)據(jù)，將三維模型數(shù)據(jù)相同的三維模型對象歸類劃分，并創(chuàng)建每類三維模型對象的數(shù)據(jù)內(nèi)存密令；根據(jù)三維模型對象歸類劃分進行網(wǎng)格模型簡化；

三維模型對象信息合并模塊，用于提取每類三維模型對象的視角位置信息和縮放比例信息并進行合并，創(chuàng)建三維模型對象的顯示狀態(tài)內(nèi)存密令；

三維模型對象選擇模塊，用于確定視域內(nèi)顯示的三維模型對象，刪除視域外的其它三維模型對象；

顯示狀態(tài)內(nèi)存密令觸發(fā)模塊，用于觸發(fā)三維模型對象的顯示狀態(tài)內(nèi)存密令，對三維模型對象的視角位置信息和縮放比例信息進行調(diào)用；

渲染的網(wǎng)格模型模塊，用于根據(jù)視域內(nèi)每類三維模型對象各頂點邊界值與視點的距離選擇待渲染的網(wǎng)格模型。

進一步地，所述三維模型對象的模型數(shù)據(jù)包括模型的邊界頂點、紋理和渲染材質(zhì)。

進一步地，所述數(shù)據(jù)庫還包括數(shù)據(jù)存儲子模塊，用以存儲三維模型對象的數(shù)據(jù)內(nèi)存密令和顯示狀態(tài)內(nèi)存密令，還用于確定調(diào)用的視域三維模型對象，并與當前視角位置和縮放比例關(guān)聯(lián)。