[發(fā)明專利]一種三維模型部件自適應(yīng)最佳視角的定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211615172.0
• 申請日: 2022-12-15
• 公開（公告）號: CN115861578A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張航;馬瑞;張力;李雙平;邱鑫;張雄;劉成堃;祝剛
• 申請（專利權(quán)）人: 長江空間信息技術(shù)工程有限公司（武漢）
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06T7/70
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001
• 代理人: 倪文霞

本發(fā)明公開了一種三維模型部件自適應(yīng)最佳視角的定位方法。它包括如下步驟，步驟一：獲取指定的模型部件以及場景相機(jī)基礎(chǔ)信息，生成用于瀏覽該模型的相機(jī)視角參數(shù)；步驟二：對球面均勻生成離散點，作為視角候選位置；對離散候選點進(jìn)行鄰近關(guān)系計算、方位信息獲取這些操作；步驟三：對生成的視角候選位置viewPoint_n進(jìn)行評價，從中選取最優(yōu)的視角作為最終的相機(jī)視角設(shè)定位置；步驟四：通過綜合評價得到通視情況較好且方位優(yōu)先級較高的最優(yōu)視角之后，最后對三維場景相機(jī)進(jìn)行動態(tài)設(shè)定，漸變式更新至該視角即可。本發(fā)明具有能將相機(jī)自適應(yīng)定位至觀察模型部件最佳視角，準(zhǔn)確、高效、穩(wěn)定的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維可視化和空間場景定位技術(shù)領(lǐng)域，具體地說它是一種三維模型部件自適應(yīng)最佳視角的定位方法。更具體的說它是一種支持在復(fù)雜三維場景下，綜合考慮模型部件的位置、尺寸、視線遮擋關(guān)系、視角方位優(yōu)先級等因素，生成并評價各模型部件候選觀測位置，找出評價結(jié)果最好的相機(jī)候選視角，并自適應(yīng)調(diào)整相機(jī)至該視角，使得視角處于觀察模型部件最佳方位的方法。

背景技術(shù)

隨著三維可視化技術(shù)在三維地理信息、GIS+BIM、智能制造、虛擬仿真、數(shù)字孿生等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，三維可視化場景以及顯示對象越來越復(fù)雜，且結(jié)構(gòu)精細(xì)化程度越來越高。特別是在一些既包含宏觀地理空，間展示、又涉及微觀結(jié)構(gòu)部件表達(dá)的跨尺度三維應(yīng)用中，用戶為了對三維場景進(jìn)行細(xì)節(jié)查看，或者對某個部件進(jìn)行編輯和修改，則需要能對指定模型部件進(jìn)行快速定位與瀏覽。

在現(xiàn)有三維軟件或平臺中，空間定位至模型部件的執(zhí)行邏輯和考慮因素較為單一，通常根據(jù)模型部件的中心點和尺寸，將相機(jī)視角移動到模型部件范圍并指向模型部件中心點。這種視角切換方式?jīng)]有考慮模型所處位置的環(huán)境因素，往往存在遮擋覆蓋問題，導(dǎo)致用戶難以查看模型部件，更無法進(jìn)行靈活有效的空間交互。

因此，開發(fā)一種減少周圍模型的視覺遮擋和干擾、便于用戶查看模型部件、進(jìn)行靈活有效的空間交互的三維模型部件自適應(yīng)最佳視角的定位方法很有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種三維模型部件自適應(yīng)最佳視角的定位方法，為一種在涉及各種模型內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件的復(fù)雜三維場景下，綜合考慮模型部件的位置、尺寸、視線遮擋關(guān)系、視角方位優(yōu)先級等因素，減少周圍模型的視覺遮擋和干擾，將相機(jī)自適應(yīng)定位至觀察模型部件最佳視角的方法，減少周圍模型的視覺遮擋和干擾、便于用戶查看模型部件、進(jìn)行靈活有效的空間交互，準(zhǔn)確、高效、穩(wěn)定。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種三維模型部件自適應(yīng)最佳視角的定位方法，其特征在于：包括如下步驟，

步驟一：獲取指定的模型部件以及場景相機(jī)基礎(chǔ)信息，并據(jù)此生成用于瀏覽該模型的相機(jī)視角參數(shù)，使整個模型被包含于該視角范圍內(nèi)，且模型顯示尺寸最大化；

步驟二：本步驟對球面均勻生成離散點(整個球面存在無窮個候選點，無法遍歷進(jìn)行逐一評價，因此需要離散選點)，作為視角候選位置，用于后續(xù)進(jìn)一步的視角評價擇優(yōu)；對離散候選點進(jìn)行鄰近關(guān)系計算、方位信息獲取等操作；

步驟三：對生成的視角候選位置viewPoint_n進(jìn)行評價，從中選取最優(yōu)的視角作為最終的相機(jī)視角設(shè)定位置；評價主要考慮視角候選位置與模型部件的通視情況，以及視角的方位優(yōu)先級兩個方面；

步驟四：通過綜合評價得到通視情況較好且方位優(yōu)先級較高的最優(yōu)視角之后，最后對三維場景相機(jī)進(jìn)行動態(tài)設(shè)定，漸變式更新至該通視情況較好且方位優(yōu)先級較高的最優(yōu)視角即可(漸變式更新包括相機(jī)位置漸變更新和相機(jī)姿態(tài)漸變更新)；

在上述技術(shù)方案中，在步驟一中，獲取指定的模型部件以及場景相機(jī)基礎(chǔ)信息，包括以下子步驟：