CN101685545A - 配置器处理过程和系统 - Google Patents

Abstract

一种配置器，产生能用2d图像的选项、配件、颜色等配置的产品的多角度的图像，而不需要用于观察并与该配置器互动的特殊软件或硬件。此配置器自动产生能如何组装产品的层逻辑，以用于管理2d技术层的关系的配置器引擎中。这里概述的方法已将链接和逻辑移至层的产生阶段，从而在渲染时为可视接口自动产生组装各层的简单程序能用的配置逻辑文件。基本上，在成层方案中从3d模型产生基于逻辑能组装成任何组合的2d图像，以支持各种不同的产品配置。此成层方案法无需为每一组合渲染整个产品图像，其中包括在单独的层插入最常见/不常见因素和上述步骤完成后的组装。优化减少了所配置产品的多角度的图像需要的组合数量。无需大量人工干预就能更新影像和逻辑。

Description

配置器处理过程和系统

技术领域

本揭示涉及能自动配置产品及其部件和配件的配置器。具体而言，此配置器和处理过程作为较大规模的处理过程的一部分，包括成层和使用2d图像示出产品的视图。

背景技术

配置器将各独特产品请求自动转换成观察请求的产品配置所需的文件和信息。基于网络和计算机的产品配置器软件应用程序使用户具有自动操作产品配置、定价、订货和销售各选项的能力，以满足用户和/或制造商的需求。可以为生产高度可配置的或例行定制的产品，诸如汽车的制造公司而特定设计基于网络的产品配置器，以满足制造商的客户的独特需求。可在多种视图中用各种特征和选项观察产品设置。

在网络上完成产品配置器会困难，但在销售产品时该配置器会很有效。挑战包括能从尽可能多的角度对用户示出每一产品配置(常有几十万种可能的配置)的样子，同时还提供高质量影像和使可看到的观众尽可能最多。以往，人们必须在基于2d图像的配置器和基于实时3d的配置器之间选择。

此技术中，产品配置器使用3d技术产生图像，以建立准确的产品图像。能产生从若干透视视角表示视图的多种产品图像，使用户能在不同的配置和视图容易地观看产品。具有带很多可配置的排列的产品的制造商一向使用图像，以示出准确的产品复制。实时3d渲染能以不同的方式执行这里揭示的许多查看功能，但需要特殊的软件，有时候还需要硬件，而限制可看到配置器的观众。

3d配置器提供从任一和全部观察点甚至可能从所有的配置示出产品的能力，但由于用户硬件有限，会使图像质量受到限制。此外，3d配置器还几乎总要求用户下载并安装3d观察软件，对用户及其计算机造成安全风险、时间损失或技术障碍。并且，配置器的3d性能常依赖于专用图形硬件。在实时互动的计算机图形中，用户常受要在计算机屏幕显示什么的控制。用户总是使用输入装置对系统提供反馈，而诸如用于视频游戏的实时3d常需要特殊软件或硬件，诸如图形处理单元。因此，实时3d配置器常具有较少的可看到的观众。仅由于此原因，许多公司寻求避免这些问题的产品配置。

2d配置器使用高质量影像(摄影术或高端计算机生成图像(CGI))以示出产品，但由于成本和复杂性，观察点数量以及经常还有配置数量使2d配置器受到严重限制。图像为照片的情况下，因为全部配件的物理变量和颜色得到保持常不可行，极难示出产品的全部配置。计算机产生的有用资源能为每一资源用独特图像产生所有的可能的配置，但这为每一资源和每一单独配置产生大量图像。然而，由于2d配置器常不用除基本网络浏览器性能以外的任何性能，2d配置器有很大的潜在的观看者基础。

2.5d配置器已成为另一选择。这些配置器通过使用2d图像的帧堆栈，模拟单一3d相机围绕车辆的移动，试图在2d与3d之间作折衷。此方法顾及图像的高质量和观察点多于传统的2d配置器。然而，2.5d中，示出许多配置变得很难。如果在每一观察点使用单一图像，则必须对每一帧，而且也对全部颜色和配置的可能性，产生不同版本的图像。这使资源的数量大得此配置器成为除简单产品外，任何产品都不实用的技术。

试图在传统配置器示出全部配置，会涉及为每一配置产生一独特图像。这导致需要产生不现实数量的帧。假设一产品，本例中为车辆的配置数据为：

相机移动24帧

10种涂料颜色

状态	名称	别名	颜色	详况
					2	基础装饰等级	bt	有	基础1、基础2
7	轮	wh	无	1×16、4×17、2×18(英寸)
					3	地面效应部件	ge	有	基体、单ex、双ex
3	排气嘴	et	无	无，铬嘴
					2	扰流器	sp	有	无，运动扰流器
2	天窗	Sr	无	无，倾斜、透明
					2	天线	An	无	基本，卫星无线电

可计算组合数如下(不考虑任何排除在外的信息)：

配置(预先颜色)＝2*7*3*3*2*2*3

配置(预先颜色)＝1512

配置(有颜色的)＝1512*10

配置(有颜色的)＝15120

帧(有颜色的)＝15120*24

帧(有颜色的)＝362880

存在15120个可能的车辆独特配置(假设全部配件上为单一涂料颜色)。每一配置成为一帧堆栈(类似活动书本那样依次播放时重建3d相机移动的一组图像)。这意味着：对24帧的配置器，必须产生的总帧数为362880帧。如果使产生的每一有颜色的配件具有其自己的颜色(即，绿基色的车和红色扰流器等等)，则此数更大：

配置(有颜色的)＝(2*10)*7*(3*10)*3*(2*10)*2*3

配置(有颜色的)＝1512000

帧(有颜色的)＝1512000*24

帧(有颜色的)＝36288000

这些选项的任一个都在产生该数量的帧和部署能处理此容量的网络服务器方面不现实。再者，增添附加的部件，尤其是增添有颜色的部件，使帧的数量急剧增多。先前在2.5d配置器的尝试一般通过严格限制其选择用于示出的配置的数量、减少帧的数量或也简化产品配置器的执行，解决此问题。

图1示出产品配置器的简化概念。产品为其部件的总和。此例中，可将单一产品配置称为A-B-C-D。认为单元A和B是常需要且不能代替的基本产品。单元C和D是能用C或D的任何变量代替的选项。能将C1至Cn与D1至Dn互换，而不影响AB。而且，制造商可定义Cn与Dn的组合，作为一个包。可定义与A和B组合的此包，作为特定产品AB与包1，制造商提供特定产品AB与包1作为特殊产品并定价。再者，会有另外的AB组合，但我们着眼于一种基本模型AB的考虑。除Cn和Dn外，还可有An和Bn。

接着，可将“产品”广义定义为一起引进单一配置的若干部件。任选部件或独特部件的数量增加时，可能的组合按数量级增多。例如，如汽车那样的消费产品会有上百个内部和外部选项。如颜色、车轮、车胎、车身板件和附件那样的选项能等同于上百万个组合。

存在以所有的配置显示产品而无特殊软件和3d配置器的复杂性的简化处理过程的需求。

发明内容

揭示的一种配置器，能为以2d示出的选项、附件、颜色等配置的产品生成多角度的产品的图像，而不需要用于观察并与该配置器互动的特殊软件或硬件。此配置器自动产生能如何组装产品的层逻辑，以用于管理2d技术层的关系的配置器引擎中。基本上在成层方案中从基于逻辑能组装成任何组合的3d模型产生2d图像，以支持各种不同的产品配置。对基于图1的例子而言，此逻辑将一种配置定义为ABC21D15。此逻辑会定义什么层用于该配置和以什么顺序组装这些层。3d实时能基于实时逻辑从3d模型产生单一的“被组装的”2d图像。对每一组合实时生成完成的、完整的产品渲染的图像，与通过定义常见的因素和选项以及完成上述步骤后的组装而使用优化的成层方案法相比，会需要明显较多的产品图像。优化减少了所配置产品的多角度的图像需要的帧数。

本揭示对2.5d配置器提供一种方法，解决涉及产生全部可能的配置而不是每一配置需要不同图像的问题。此配置器具有很高的图像质量、围绕产品的充分的相机移动、充分且完整的配置以及有限的软件和硬件约束的可能的最广可及的观众。此技术涉及以优化层顺序的层之上相依赖的掩蔽跟踪的组合。对本揭示的示例配置使用此技术，则能用80帧堆栈产生1512000个不同的配置。

使用成层方案，产品配置器能生成很多组合的图像。计算机生成图像(CGI)使得可建立3d模型，用于产生每一可能的消费产品组合的打印、互动或广播用的2d图像。为了配置2d空间的全部可能的组合，使用图像成层方案，无需为每一单一的可能的组合渲染整个产品图像。此处理过程由于仅需要图像要展现的产品的细分，显著改善了产生每一组合的效率。可在一个层渲染最常见因素，而可在单独的层渲染可变因素。

一旦渲染所有的帧，就通过各种不同的方案将它们组装成准确的产品表示。常通过考虑与各部分如何能装在一起关联的逻辑的程序，完成此组装。该逻辑随所渲染帧的数量从几个增加到几十万个而越来越重要。例如，为了能对全部配置产生产品的单一视图，需要几百帧，而相同的产品和选项的360度视图需要几千帧，以表现全部配置。

制造商常通过组装指南或基于人的产品知识提供与如何能配置这些产品组合相关联的逻辑。此外，可将若干部件组合到进一步定义此逻辑的独特数据包中。

常经由本地接口到层，经独立计算机，或者在互联网上通过网络浏览器或应用程序，将这些图像的配置供给用户。不需要特殊的软件或硬件。最好用模型视图控制器(MVC)模式设计此系统，以对数据、逻辑和用户接口去耦。理想的是：此系统灵活得像即插即用一样用于各种规格的文件和许多应用，诸如网络、打印和信息站。此系统会对全部配置支持动态媒体。

此配置器能支持新产品而编码无重大改变。多数情况下，配置的更新不要求用户重新产生全部图像，并且各种不同的方面能得到重新使用，因此制造商通过重新利用初始和后续的设置和渲染，在产品的整个生命期内得益。这使成本降低且复杂性减小。

附图说明

通过参考下面的配置器说明，结合仅当作非限制例给出的附图，上述和其他本揭示的特点和取得这些特点的方法会进一步清楚，本揭示本身将更好地被理解，附图中，

图1示出称为A-B-C-D的产品配置的概念；

图2示出配置器处理过程的流程图；

图3示出空间中的三个物体，箱体、球体和锥体的例子，依赖视角决定什么物体遮蔽其他物体；

图4以锥体、球体和箱体的顺序示出三个物体的例子；

图5示出以箱体、球体和锥体的顺序表示图3的例子的视角2和以锥体、球体和球体的顺序表示图4的例子的视角1的相机角度；

图6基于从相机位置到3d物体的距离示出Z深度；并且

图7示出圆柱体在叉体前、后的双向遮蔽的例子。

这里阐述的范例说明本揭示的实施例，不应解释为以任何方式限制本揭示的范围。经考虑下述的示例实现本揭示的目前所理解最佳方式的说明性实施方式的详细描述后，熟悉本技术领域的人员会明白本揭示的另外的特点。

具体实施方式

虽然本揭示容许不同形式的实施方式，附图示出并在这里详细描述的实施方式，应理解为，要将本描述视为本揭示的原理的范例，并且不打算将本揭示竭尽或限制于下列描述或图中说明所阐明的所述的部件的结构和布局的细节。

图2示出后文将充分详述的配置器处理过程的流程图。在3d应用程序中，建立3d产品，其中为配置器的产品部件收集并组织数据。接着，配置器的编辑程序生成产品配置并链接到3d文件。此3d应用程序渲染Z深度通道(Z-depth pass)，并且遮蔽处理器处理Z深度的帧。配置器的编辑程序引入双向遮蔽信息，并决定最佳层顺序。3d应用程序在将各渲染(renders)写到盘片时，渲染最终的帧和配置文件。然后，配置器的编辑程序产生合成脚本。合成软件完成帧，并执行任何需要的颜色变换。配置器的编辑程序能任选地裁剪帧，重新命名帧和变换帧。作为一个例子，2.5阅览器能根据用户输入按需组装各层。

揭示对产品配置处理过程的编程的简化，以通过打印机或图形用户接口显示2d影像。通过在产生影像的层时产生产品的配置逻辑，从而将逻辑自动链接到层的解决方案，完成此简化。

新2.5d配置器使用部件分离和层排序，以减少所需帧堆栈的数量，而仍保持产生全部配置的能力，包括使每一着色配件颜色独特的能力。对此新2.5d配置器提出产生大量帧或具有管理这些帧的适当网络服务器。通过以单独的帧堆栈形式渲染配置的每一部件，于是，能将个体部分合成在一起，以产生不同的产品配置，而每一配置不需要独特的图像。

2d中的部件分离

使成层在2.5d配置器中起作用的第一步是解决单一2d视图的问题。首先，似乎解决方案看来简单得如同渲染每一配置部件的图像后，以正确的顺序相互在其上将这些图像成层(即，扰流器层处于装饰等级基础之上)。该解决方案在处理3d物体时仅对最简单的情况起作用。

例如，从汽车产品的3/4正面透视视角看产品，则前轮/胎的一部分被前防护板掩盖。可以说轮辋槽“掩蔽”车轮。此外，轮/胎也遮盖或掩蔽部分前防护板后部。试图将两个物体的分离图像成层，不会产生任何顺序的正确结果。在防护板的顶端插入和不插入轮/胎图像都不起作用。

图3和图4示出空间中的三个物体(箱体、球体和锥体)，依赖于视角决定什么物体遮蔽其他物体。根据图5，相机角度视角2以箱体、球体和锥体的顺序示出图3的例子，而视角1以锥体、球体和箱体的顺序示出图4的例子。

这些情况下，由于3d中物体的互动，简单成层不起作用。将物体一起渲染时，使用3d深度信息或Z深度从相机的透视视角在任一指定像素上决定应将哪个物体视为在其它物体之上。通过单独渲染这些物体，会失去深度的互动，并且不能得到恢复。

图6示出如何对3d场景的指定的相机视角定义Z深度。对出现指定物体的2d渲染的图像的每一像素，计算表示从相机世界坐标系位置到物体的距离的深度值。根据相机的坐标系，此深度值是沿Z轴的距离，因此将深度值称为Z深度。此图对单一像素示出与每一物体关联的Z深度的值。此例子中，像素投射在箱体上的部位，其深度值为0.2；像素投射在球体上的部位，其深度值为0.5；最终，像素投射在锥体上的部位，其深度值为0.7。较靠近相机的物体和像素的相交区具有小于较远离的相交区的该值。每一物体对每一像素具有这些Z深度值，使人们可在任一指定像素查明物体如何在空间上对相机相关。

现揭示的问题解决方案是用掩蔽多次一起渲染各物体。在对轮/胎会用的通道(pass)的期间，仅将防护板认为是最终输出的掩蔽物体。这意味着防护板对最终的图像不贡献任何像素，并代之以仅“切割”轮/胎图像，在该图像中，防护板被认为是在轮/胎之上。防护板的通道正好相反地工作：轮/胎变成防护板的掩蔽体。其具有的效果产生能以任一顺序相互在其上成层的轮/胎和防护板的渲染，并仍产生正确的结果。

这对两个物体之间的简单互动起很好的作用，但涉及许多物体时，变得较复杂。例如，上文使用的车辆配置例中，有三个不同的地面效应部件和两个基础装饰等级(基础装饰等级包含上文已讨论的实际轮舱几何形状)。该例中，这些部件影响所指定轮/胎的掩蔽。这意味着为每一掩蔽组合应该渲染多次指定的轮/胎，即：

轮X被基础装饰1和地面效应部件1掩蔽(whx_maskedby_bt1_ge1)

轮X被基础装饰2和地面效应部件1掩蔽(whx_maskedby_bt2_ge1)

轮X被基础装饰1和地面效应部件2掩蔽(whx_maskedby_bt1_ge2)

轮X被基础装饰2和地面效应部件2掩蔽(whx_maskedby_bt2_ge2)

轮X被基础装饰1和地面效应部件3掩蔽(whx_maskedby_bt1_ge3)

轮X被基础装饰2和地面效应部件3掩蔽(whx_maskedby_bt2_ge3)

同样，渲染地面效应部件时，这些效应会被基础装饰和轮掩蔽，即：

地面效应部件x被基础装饰1和轮1掩蔽(gex_maskedby_bt1_wh1)

地面效应部件x被基础装饰2和轮1掩蔽(gex_maskedby_bt2_wh1)

......

地面效应部件x被基础装饰1和轮1掩蔽(gex_maskedby_bt1_wh7)

地面效应部件x被基础装饰2和轮1掩蔽(gex_maskedby_bt1_wh7)增加其它特性，诸如排气嘴时，这会变得甚至更加复杂。

可将地面效应部件、基础装饰和轮/胎显示的这种关系称为“双向遮蔽”。确定在一像素上将部件A视为在部件B之上，而在同一图形的另一像素上发现当前部件B在部件A之上时，出现双向遮蔽。图7示出双向遮蔽的例子，其中从该图的透视视角，圆柱体同时在叉体的前、后。该情况下，部件A的类别与部件B的类别处于双向遮蔽。为标为或识别为被双向遮蔽的上一级分类仅取单一部件间的双向遮蔽的单一例子。

对上文那样的简单配置，操作者简单观看有各种部件的视图并作关于什么部件遮蔽其它部件的经验性猜测，就能确定双向遮蔽。以下将给出也可程式化地确定此对较复杂的情况有用的信息。这里是先前提供的配置例的双向遮蔽信息的例子，其中y表示“有”，n表示“无”：

	bt	wh	ge	et	sp	sr	an
								bt	-	y	y	y	y	y	y
wh	y	-	y	y	n	n	n
								ge	y	y	-	y	n	n	n
et	y	y	y	-	n	n	n
								sp	y	n	n	n	-	n	n
sr	y	n	n	n	n	-	n
								an	y	n	n	n	n	n	-

可计算对全部双向遮蔽情况使用掩蔽产生此2d视图的全部配置所需的渲染数如下：

bt的渲染数＝840＝2*7*3*2*10(颜色)

wh的渲染数＝84＝7*2*3*2

ge的渲染数＝360＝3*2*3*2*10(等式不成立，请修改)(颜色)

et的渲染数＝84＝2*2*7*3

sp的渲染数＝40＝2*2*10(颜色)

sr的渲染数＝4＝2*2

an的渲染数＝4＝2*2

......

总共渲染数(有颜色的)＝1896

此数量显著少于如果每一组合进行所需的15120个渲染(几乎减少一个数量级)。但是，此处理过程支持所有的配件有独立颜色的能力，并且应该真正地与1512000个渲染数相比，将对渲染数进行所有的颜色组合。

优化

有四种优化能用于大量减少产生全部配置所需的帧堆栈总数。

优化1：联合渲染

第一优化仅能对不必联合不同颜色的部件的假设使用。一些情况下，这是合理的假设，其它情况下则不是。通过归类由双向遮蔽相关联的全部类别的各渲染并将其一起渲染，能获得大量节省。上述例子中，能在单一图形中一起全部进行bt、wh、ge和et渲染数的归类和渲染。这样进行，能略过1008个渲染数：

仅用优化#1

bt、wh、ge、et的渲染数＝840＝2*7*3*2*10(颜色)

sp的渲染数＝40＝2*2*10(颜色)

sr的渲染数＝4＝2*2

an的渲染数＝4＝2*2

......

总共渲染数(有颜色的)＝888

因为此优化中使用单一颜色的假设，其它例子中不用此优化。

优化2：仅用独特的掩蔽

第二优化仅计数独特的掩蔽。汽车的轮/胎组合是此方法能节省大量渲染的最好例子。车辆的轮/胎一般仅有一定数量的车轮尺寸(16英寸、17英寸、18英寸等)和总车胎直径。此观点的重要处在于相同尺寸的车胎的轮廓相同。这意味着对用于掩蔽目的而言，可认为它们相同。这也能用于部件具有两种不同的润饰但有相同的几何形状的另一情况。例如，前护栅会有铝和镀亮铬这两种。几何形状相同，从而其提供的掩蔽相同，因此任一双向遮蔽的物体考虑多个护栅中的仅一个或轮/胎情况下各车胎尺寸中的仅一种，就能有效地渲染其本身。对示例车辆配置应用此优化得出下列渲染数(轮/胎掩蔽对三种尺寸从7减少到3)：

仅用优化#2

bt的渲染数＝360＝2*3*3*2*10(颜色)

wh的渲染数＝84＝7*2*3*2

ge的渲染数＝360＝3*2*3*2*10(颜色)

et的渲染数＝36＝2*2*3*3

sp的渲染数＝40＝2*2*10(颜色)

sr的渲染数＝4＝2*2

an的渲染数＝4＝2*2

......

总共渲染数(有颜色的)＝888

此优化使结果显著不同，将渲染数减少一半以上。

优化3：渲染后颜色变换

第三优化涉及将车涂料上色拖延到渲染处理过程后。在2d渲染的图像上，以合成程序完成颜色变换。以普通色，诸如银色渲染单一版本的帧。然后，将这些银色的渲染变换成车辆能配置具有的各种不同的颜色。此处理过程比从3d内容生成应用程序渲染每一颜色快几个数量级。在下一节中从2.5配置器看，会进一步增加此速度的节省。

使用优化#2和#3

bt的渲染数＝36＝2*3*3*2

wh的渲染数＝84＝7*2*3*2

ge的渲染数＝36＝3*2*3*2

et的渲染数＝36＝2*2*3*3

sp的渲染数＝4＝2*2

sr的渲染数＝4＝2*2

an的渲染数＝4＝2*2

......

总共渲染数(无颜色)＝204    颜色可在以后的后处理中添加

使用上面的技术和以上揭示的三种优化，产生每个可能的配置时，现在几乎任何2d配置器都实际可行。然而，对复杂的配置而言，将这些配置转换成2.5d仍很难。

2.5d的部件分离

通过考虑的问题，能将部件分离扩展到2.5d。自然地，以为如对遍及相机移动的帧的2d部件分离所述，简单渲染各层是有道理的。不幸的是，该简单解决方案不起作用。问题回到双向遮蔽和通过相机移动而使部件旋转时部件的互动。例如，假设第一帧上，部件A完全在部件B之上。于是，后一帧上，经360度的相机移动，部件B现在完全处于部件A之上。很像前面的2d中的双向遮蔽例，将该深度顺序的变换认为是双向遮蔽。必须不仅在单帧中检验双向遮蔽，而且对遍及整个相机移动的全部帧也检验。

2.5d中基于用户的双向遮蔽猜测对全部可能性都近乎不可能。作为代替，揭示一种专门应用程序(称为遮蔽处理器)，遍及指定的相机移动，检测出全部双向遮蔽的情况。为了该应用程序起作用，需要访问关于产品的相机移动的每一帧的每一像素上每一部件的深度信息和关于配置的基本信息。深度信息以2d图像中的32位浮动点值的形式供给，分辨率与最终输出相同。配置能以xml文件形式处理。遮蔽处理器取其两者，并计算双向遮蔽矩阵后，将其然后用于驱动配置器掩蔽处理过程。

如果此遮蔽处理器在上文使用的示例配置器上运行，则会检测出除2d配置器中发现的遮蔽外，还有天窗与天线之间的双向遮蔽：

2.5d配置器双向遮蔽示意图

	bt	wh	ge	et	sp	sr	an
								bt	-	y	y	y	y	y	y
wh	y	-	y	y	n	n	n
								ge	y	y	-	y	n	n	n
et	y	y	y	-	n	n	n
								sp	y	n	n	n	-	n	n
sr	y	n	n	n	n	-	y
								an	y	n	n	n	n	y	-

在图右下角的四个方块的两个中，以粗体将sr和an在帧堆栈上的双向遮蔽表示为“y”。

利用起作用的双向遮蔽模型及其计算方法，能将对2d配置器阐述的全部技术外推到2.5d配置器。然而，即便使用上文组合的三种优化，有些产品配置仍复杂得转换成2.5d时不可处理。为了处理这些情况，开发了一种最终的优化。

优化4：层排序

先前的技术产生能以任何z顺序组装的渲染，以产生指定的配置。由于部件的深度的互动，只使用成层的尝试都失败。然而，成层与掩蔽的组合远比任何其它技术或优化，能将渲染数减少得更多。

基本思想是定义部件类别的特定的成层顺序。使用此特定的成层顺序，能减少需要的掩蔽，因为部件类别仅与被层顺序在其下的类别所掩蔽有关。不同的层顺序产生不同的结果。一个或一组层顺序会产生最少数量的总帧堆栈。用强力技术能容易地计算此优化排序。

层顺序例1：

2.5d配置器

使用优化#2、#3和#4(以层顺序)

7)sp帧堆栈＝4＝2*2

6)sr帧堆栈＝8＝2*2*2

5)an帧堆栈＝4＝2*2

4)wh帧堆栈＝84＝7*2*3*2

3)et帧堆栈＝12＝2*2*3

2)ge帧堆栈＝6＝3*2

1)bt帧堆栈＝2＝2

......

总共帧堆栈(无颜色)＝120

总共被渲染的帧(无颜色)＝2880＝120*24

层顺序例2：

2.5d配置器

使用优化#2、#3和#4(以层顺序)

7)sp帧堆栈＝4＝2*2

6)sr帧堆栈＝8＝2*2*2

5)an帧堆栈＝4＝2*2

4)ge帧堆栈＝36＝3*2*3*2

3)et帧堆栈＝12＝2*2*3

2)wh帧堆栈＝14＝7*2

1)bt帧堆栈＝2＝2

......

总共帧堆栈(无颜色)＝80

总共被渲染的帧(无颜色)＝1920＝80*24

这两个例子示出层排序能如何影响总渲染数。通过将轮/胎从层4移下到层2并交换地面效应部件与排气嘴，减少了40个渲染。

总之，通过应用后三种优化，使被渲染的帧总数从36288000减少到1920(由于不用优化#1，我们维持使每一部件以自己的颜色显示的能力，并且，此处不考虑颜色变换，因为与渲染帧相比，颜色变换是如此的快)。这使处理过程十分稳健，甚至能处理一些最复杂的产品配置器。此外，适应配置的改变变得远比强力计算技术更易于处理。

处理过程概述：按照车辆例的高级处理过程的概述中，首先生成并组织有全部装饰等级和可能的配件的车辆的数字模型。然后，从车辆制造商得到的配置信息被输入将数据连接到模型的脚本。按类别将数据分解成部件。产生相机移动各处的每一部件的Z深度渲染，并提供给检测出双向遮蔽的全部情况的遮蔽处理器。然后，将此数据反馈到脚本/模型数据中。虽然较佳遮蔽处理器无需人工操作，但能产生单调颜色的渲染，并用于解决产生最少数量的最终的帧堆栈的双向遮蔽。然后，通过在需要应用处涂敷普通银色汽车涂料能完成所有的车辆部件的最终的渲染。将有汽车涂料的帧堆栈颜色变换成车辆可用的所有的颜色。所有的帧然后可以被自动裁剪并且如果需要，可以被重新命名。最终，将资源集成到应用程序，使用户可配置车辆，并通过相机移动将其旋转。

处理过程详况

概括而言，如以下进一步充分详细所述，带有部件的产品的配置器处理过程可包含下列步骤：

1)收集并组织产品及其部件用的3d数据，其中可包含将3d数据从高阶参数曲面完全嵌合成三角形网格；

2)建立产品配置信息，可包括以下步骤：

收集详细配置信息以确定哪个部件组合有效；

使用接口将详细配置信息输入并存储到场景文件；

将部件组织成部件类别；

渲染最终的帧堆栈；

产生带有颜色选项的合成文件，以及

使3d掩蔽与部件的每一个几何形状关联；

3)计算部件的双向遮蔽，可包括

通过Z深度处理检测出双向遮蔽；

产生详述部件间的双向遮蔽和什么帧引发双向遮蔽的检测的矩阵；

从配置器脚本使用遮蔽处理器，其中遮蔽处理器送回遮蔽信息并将结果集成到部件配置数据库；

4)决定最佳层顺序，可包括

改变双向遮蔽选项或改变层顺序并重新处理Z深度帧；

5)将帧堆栈集成到应用程序，以用于能通过互动改变产品配置的用户；

6)按用户需求动态加载帧。

配置信息/CAD数据收集/数据预备

配置器处理过程开始对产品，诸如车辆、其装饰等级以及全部任选配件和附件收集/产生3d数据。此数据可为完全嵌合成三角形网格的CAD数据、3d扫描数据、手模数据或其它类型的3d数据。以数字方式将车辆汇编成单一3d场景文件。按层将每一装饰等级、配件乃至基本车辆编入场景文件，使它们可快速通断。切换这些层的各种状态，使每个车辆配置能被重现。还应用详细属性数据，以直接匹配如纹理图案和颜色的材料性能。

建立车辆配置信息

收集模型数据时，也收集详细配置信息。此信息从装饰等级到任选附件和从属物具体指定哪个配件组合在最终的车辆上有效。将此信息输入到为此目的专门生成的配置器的编辑程序的应用程序。将这些配件组成部件类别(即，“轮/胎”、“地面效应部件”、“排气嘴”)。每一部件类别具有两个或更多的部件(“17英寸镀亮铝轮”、“LZX地面效应部件”、“双铬排气嘴”)。用户具体指定哪个3d物体层与哪个车辆部件对应。还输入全部依赖性信息，使系统可决定哪些组合有效、哪些无效(即，在“LX”装饰等级，“17英寸镀亮铝轮”无效)。可对部件类别授给别名(“轮”可变成“wh”)，使输出文件名较可读。此外，每一个几何形状应有与其关联的3d数据掩蔽。这些掩蔽常常是几何形状本身。然而，能利用特殊情况(例如轮/胎)以减少帧堆栈数量。相同尺寸的所有轮/胎(即，17英寸轮)能有效共用同一掩蔽数据。这意味着被轮/胎掩蔽的任何配件则只需用每一轮/胎尺寸(作为标准设备，通常有2～3种尺寸，但是在配件市场有上百种可用)而不是全部轮(通常有4～10种轮)的掩蔽加以渲染。

渲染Z深度通道(Pass)和计算双向遮蔽

此处理过程的下一步骤是决定部件表现双向遮蔽的情况。为了检测出双向遮蔽的情况，开发一种应用程序，处理遍及相机移动处的32位Z深度帧渲染，并产生详述部件之间双向遮蔽出现在何处和什么帧或哪些帧引发检测的所有情况的矩阵。此程序需要每一部件具有在相机移动中为每一帧被渲染的Z深度。

建立配置器的编辑程序和应用程序程序接口，使用户可提交产生双向遮蔽处理所需全部Z深度渲染的一批渲染作业。能一次发送全部的层，或能一次发送一个单独的层。

一旦完成Z深度帧，遮蔽处理器就能从编辑程序开始工作。此处理器送回全部遮蔽信息，并将结果集成到部件配置数据库。

Z深度法的一种替换法是人工决定双向遮蔽矩阵。作此替换法的一种简单途径是在低质量渲染设置中以单调色渲染每一部件。然后，可将此单调色渲染输入到合成软件，以人工测试双向遮蔽。能将部件在彼此之上成层，并且能使帧堆栈循环，以测试哪些部件在相机移动各处相互影响。此人工法不是优选的，因为操作者会担负责任，并且由于渲染和组装帧的处理过程高度流水线操作，不正确的遮蔽的决定的结果会花费一些时间才得以关注。如果操作者对双向遮蔽矩阵的确出了错，能强迫重新渲染帧，使配置器处理过程从渲染步骤起，重新启动。

决定最佳层顺序

决定部件类别的最佳层顺序对保持最少帧堆栈数是个关键。可用对每一可能的层顺序检验帧堆栈数的强力技术程式化地决定最佳层顺序。层数超过7或8时，此强力方法会花费长时间。有时，较快的是操作者按经验猜测哪个层顺序好，并用配置器的编辑程序对该顺序计算帧堆栈数。然后，操作者可尝试另一层顺序并计算帧堆栈数，与原顺序对比。很好理解产品的3d展现的操作者通常能猜测好层顺序应该是什么，接着缩小其范围，测试少量不同的选项。在操作者不能做这些关于层顺序的判断的情景下，如果配置简单或时间无约束，能用强力技术。如果强力不是选项，产生合理帧堆栈数的任何层顺序是可行的选项。除一些层顺序比其他如本文件先前所示的层顺序产生较多帧堆栈的事实外，技术上没有理由不能使用给定的层顺序。

渲染单调颜色是可略过的选项，但在此变动中，用户以单调色的甚低质量渲染设置开始每一部件的渲染，使渲染次数减少(再次使用配置器脚本)。然后，将这些单调颜色渲染导入合成软件，以进行层顺序测试和最终的双向遮蔽测试(有时，遮蔽处理器太准确，会因诸如扰流器的安装点这样的网格中的小孔而检测出双向遮蔽的情况，这些情况下，操作者应作关于什么类别处于相互双向遮蔽的最终裁决)。层顺序对产生全部有效配置器组合所需的总渲染数影响大，因此操作者应注意此步骤。能将遮蔽处理器的版本设计成基于百分比进行工作，以便小针孔那样的东西不产生错误的确定。此外，一旦遮蔽处理器能更加准确地确定双向遮蔽，就也能确定最佳层顺序。一旦用户确定最佳层堆栈顺序，可将此信息输入回配置器脚本。

渲染最终的帧堆栈

使用已输入的配置信息，则配置器脚本现在能产生部件的被恰当掩蔽的渲染。按成批或每次一个地从配置器编辑程序开始这些渲染。

分解表命名

从配置器编辑程序产生数据表，按比场景文件中所需更详细地分解配置器中的每一部件。这包含每一部件的附加信息，诸如部件的真名、掩蔽标识、部件是否着色、遮蔽别名、层顺序等等。其中还能含关于着涂料颜色编码和名称的信息。产品制造商应该作为决定最终可交付成果的处理过程的一部分，审定此分解表。

建立合成文件

可在2d合成软件中完成使被涂车辆部件颜色变换成各种颜色。能用的一种专门插件程序使用含诸如表面法线、反射、折射等数据的专门渲染要素缓存器重新生成汽车涂料着色程序。这使技术能手可单独微调每个渲染要素的组合，还能在2d时改变基本颜色。一般将基本的银色车涂料根据车辆可用的颜色，变换到数目在5至15种之间的不同的颜色。由配置器编辑程序产生合成脚本/文件，以便将产生的全部渲染自动读入该脚本并写出到正确的路径。由于人工操作对许多帧堆栈建立全部读写节点是一种令人畏惧且易出错的任务，以自动方式使用此步骤。一些情况下，为所有的帧堆栈生成单一合成文件会合理，而另一些情况下，将其分成不同的脚本合理。

自动裁剪选项

减小文件尺寸的努力中，能以最终的网络应用程序中可方便使用的方式按部件类别自动裁剪全部图像。能用开始(kick-off)应用程序提交作业，在渲染上完成此自动裁剪。配置文件能直接驱动此裁剪。

重新命名资源选项

有时，处理过程的先前步骤产生的名称在最终的网络应用程序中不适用，尤其是试图集成基于配件号或其它命名协定提供配置信息的外部数据服务时。集成了一种稳健的重命名处理过程，允许全部资源重新命名为网络应用程序所需的任何格式。配置文件也能再次驱动重新命名步骤。还能适应基于车辆的颜色改变部件名(配件能达到最佳涂敷有限数量的颜色或能达到预涂敷时发生此改变)时的各种情况。最终的网络应用程序

配置器处理过程的最终部分涉及将帧堆栈集成到应用程序，使用户可用鼠标器互动或其它输入装置“旋转”产品，即车辆。此应用程序必须随用户基于层顺序和双向遮蔽信息改变产品的配置，按需动态装载各帧。这种用户接口可以是根据用户输入按需组装各层的2.5d阅览器。

逻辑

一旦渲染全部层，就通过各种不同的方案将其组装成准确的产品图示。这常通过考虑与各部分如何能装在一起关联的逻辑的程序完成。该逻辑随层数或帧数从几个增加到几十万个而越来越重要。

制造商常通过组装指南或根据人的产品知识提供与如何能组装这些产品组合关联的逻辑。此外，可将若干部件组合到进一步定义此逻辑的独特数据包中。

常通过各层和帧的本地接口，经独立计算机，或者通过网络浏览器或应用程序在互联网上，将这些产品的配置呈现给用户。

将所有的层组装到配置的产品图像中的能力需要与通过成层方案产生的各种不同的层关联的逻辑。随层数的增多，链接各层的逻辑的准确性变得越发重要。这防止不准确的配置或不能产生的产品。

随着层数增多，为了防止人为差错，使组装的处理过程自动化的需求必不可少，这常通过能经制造商的组装文档人工链接到逻辑的层命名协定处理。一旦建立此链接，组装程序就告诉将配置呈现给用户所需的层。直到现在，逻辑的链接和帧的命名还一直需要人工干预，一直产生需要附加资源解决的差错。而且，产品选项的任何改变或产品设计改变会要求配置文件重新编程，进一步增加复杂性和更新成本。

这里概述的方法已将链接和逻辑移至各层的产生阶段，从而在可视接口自动产生组装各层和帧的简单程序能用的配置逻辑文件。通过在渲染时产生配置文件，无需将产品组装逻辑人工链接到图像。因而，消除配置处理过程中的人工步骤。

通过基于制造商的组装逻辑和使用这里规定的成层方案组织产品3d文件，产品逻辑自动定义如何能用3d文件产生多种配置的产品图像且同时通过优化处理减少总的图像。在渲染图像时，产生配置文档，以控制如何能将图像组装到所配置产品的准确图像。自动产生配置文档是简化观察配置的总的处理过程的关键。

由于对产品在其整个生命周期会作设计改变，3d文件最好不断更新，使得可按新配置文件产生更新的影像，以支持新配置引擎，进一步增强长期利益。

本揭示以示例性的实施方式被阐述，并且想要用其普遍原理覆盖任何变换、用法或改编。预想本技术领域的熟练人员可想出各种修改和等效方式，而不脱离以下权利要求书所述揭示的精神和范围。而且，本揭示意在覆盖诸如落入其所属技术内的已知或习知实践范围的本揭示的变换。

Claims (20)

1、一种配置器，用可配置部件生成产品的图像，包括与优化的层顺序结合使用的具有掩蔽的图像成层方案，包括检测出所述可配置部件的双向遮蔽情况的遮蔽处理器。

2、如权利要求1所述的配置器，其中所述配置器在产生图像的层时产生产品配置的逻辑，从而将所述逻辑自动链接到所述层。

3、如权利要求1所述的配置器，进一步包括基于用户输入组装图像的层的阅览器。

4、如权利要求1所述的配置器，包括组装处理过程，将所述链接和所述逻辑移至所述层的产生阶段，从而在渲染时自动产生简单程序能用的配置逻辑文件，为可视接口组装所述层。

5、如权利要求1所述的配置器，其中所述图像成层方案无需为每一个组合渲染整个产品的图像，其中在一个层渲染最常见的因素，而在单独的层渲染不常见的因素。

6、一种配置器，用于计算机产生的图像，具有支持产品配置的图像成层方案，包括：

从基于逻辑能组装成许多组合的3d模型在成层方案中产生2d图像的装置；

渲染Z深度通道的装置；

从所述Z深度通道检测出双向遮蔽的情况的遮蔽处理器；

决定最佳层排序的装置；

渲染最终的帧的应用程序；以及

产生合成脚本的装置。

7、如权利要求6所述的配置器，其中所述图像成层方案无需为每个单一组合渲染整个产品的图像，其中在一个层渲染最常见的因素，而在单独的层渲染不常见的因素。

8、一种处理过程，用成层图像的方案为2d产品的多角度的图像以可配置部件配置产品，包括步骤：

进行层排序和掩蔽；

用部件的Z深度优化成层；

当产生图像的层时，在产品配置的时候产生逻辑。

9、如权利要求8所述的处理过程，其中在产生所述产品配置的文件的时候产生逻辑，自动将所述逻辑链接到所述图像的层。

10、如权利要求8所述的处理过程，其中产生所述图像的层时，所述链接和所述逻辑自动产生简单程序能用的配置逻辑文件，为可视接口组装所述层。

11、如权利要求8所述的处理过程，包括组织产品的3d文件以定义最常见和不常见因素的附加步骤，其中逻辑自动定义所述3d文件如何能生成产品图像。

12、如权利要求8所述的处理过程，包括渲染图像并同时产生控制如何能将图像组装成所配置的所述产品的准确表示的配置文档的步骤。

13、一种配置器处理过程，用于带有部件的产品，包括步骤：

为所述产品及其部件收集并组织3d数据；

建立产品配置信息，包括使3d掩蔽与所述部件的每一个几何形状关联的步骤；

计算所述部件的双向遮蔽；

决定最佳层顺序；

将帧堆栈集成到能以互动改变所述产品的配置的用户可用的应用程序；以及

按所述用户的要求动态地装载帧。

14、如权利要求13所述的配置器处理过程，其中收集并组织3d数据的步骤包括将所述3d数据从高阶参数曲面完全嵌合成三角形网格。

15、如权利要求13所述的配置器处理过程，其中建立产品配置信息的步骤进一步包括：

收集详细的配置信息以指定哪些部件的组合有效；

使用接口将详细的配置信息输入并存储到场景文件；

将部件组织成部件类别；

渲染最终的帧堆栈；以及

产生合成文件。

16、如权利要求13所述的配置器处理过程，其中计算双向遮蔽的步骤包括：

通过Z深度处理检测出双向遮蔽；

产生详述部件间的双向遮蔽和什么帧引发双向遮蔽的检测的矩阵；以及

从配置器脚本使用遮蔽处理器，其中所述遮蔽处理器送回遮蔽信息并将结果集成到部件配置数据库。

17、如权利要求13所述的配置器处理过程，其中决定最佳层顺序的步骤包括改变双向遮蔽选项。

18、如权利要求13所述的配置器处理过程，其中决定最佳层顺序的步骤包括改变层顺序并重新处理Z深度帧。

19、如权利要求13所述的配置器处理过程，其中建立合成文件的步骤包括用2d合成软件将有颜色的部件颜色变换成各种不同的颜色并处理有颜色的部件帧堆栈的步骤。

20、如权利要求13所述的配置器处理过程，其中所述用户能在网络接口上通过互动旋转所述产品以示出不同的视图。

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