CN102110307B - 一种三维场景中实时信息游走的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及广播电视领域图形图像处理技术，具体涉及到一种三维场景中实时信息游走的实现方法。该方法包括：从模板库中获取需要制作的游走信息模板，找到模板在三维空间中的裁剪区域，将此裁减区域与屏幕进行相交裁剪，取得最终裁剪区域；将采集的实时数据导入素材模板中，生成相应的物件，根据不同的应用，整理成各个组类别的物件链表；根据运动速度和运动方向，调整各组物件在三维空间中的位置，计算每个物件在三维变换后取得的物件包络体；计算每个物件包络体与最终裁剪区域的相交测试情况；判断有相交的地方渲染，无相交的就无需渲染；判断如果有新的实时数据，则重复上述步骤，直至所有需要的数据渲染播出完成，退出。
Description
技术领域：
本发明涉及广播电视领域图形图像处理技术领域，具体涉及到一种三维场景中实时信息游走的实现方法。
背景技术：
随着三维图文包装技术的发展和进步，三维图文在广播电视领域的应用越来越广泛。同时，在电视节目的串联播出、重大突发事件报道、财经新闻、大型体育赛事直播、大型专题类直播等多种直播节目播出过程中，实时信息播出量的增加，实时信息游走播出形式已经成为一种常用的表现方式。
目前，一般采用在原有的游走信息内容上直接增加三维特技处理，该技术处理方式存在一定的技术局限性，尤其是三维特技渲染处理繁杂，占用系统资源，影响渲染效率。另外，现有专利申请号为200810223666.8，发明名称为《一种实时底飞的实现系统》提出的技术方案对数据量的渲染未有判断，不能很好地提高数据渲染效率。针对上述处理方式，我们希望能够提出一种既能将渲染量降到最少，保证实时数据处理效率，又能将三维场景与实时游走信息有效结合的技术方案，提供一种高效、新颖的电视节目包装表现形式。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种三维场景中实时信息游走的实现方法，通过计算最少的渲染量，减少实时信息的渲染时间，提高了渲染的效率。
本发明的技术方案包括，一种三维场景中实时信息游走的实现方法，
(1)从模板库中获取需要制作的游走信息模板，游走信息模板中包括裁剪框的宽度、高度和深度，根据这些信息生成一个立方体，根据模板在三维空间中的位置、大小和旋转对立方体进行时间坐标变换，生成模板包络框，屏幕与摄像机可以形成一个视椎体，根据变换完成的模板包络框与屏幕视椎体进行相交计算，取得最终裁剪区域；
(2)将采集的每个实时数据导入素材模板中，生成相应的物件，根据不同的应用，整理成各个组类别的物件链表；
(3)根据运动速度和运动方向，调整各组物件在三维空间中的位置，计算每个物件在三维变换后取得的物件包络体；
(4)计算每个物件包络体与最终裁减区域的相交测试情况；
(5)判断有相交的地方就需要渲染，无相交的就不需要渲染；同时设定，已完成渲染且与最终裁剪区域没有相交区域的第一组物件从物件链表中删除；
(6)判断如果有新的实时数据，则重复步骤二至五，直至所有需要的数据渲染播出完成，退出。
进一步，如上所述的一种三维场景中实时信息游走的实现方法中，物件链表生成包括：根据实时信息找出相匹配的物件，对其内容进行实时替换，内容包括文字，图片，视频，以及几何形状等。根据不同的应用，整理生成各个组类别的物件链表；将这些生成的物件，按照原来的位置关系，偏移一定的距离。具体偏移大小由模板参数以及滚动的实时状态来确定。
进一步，如上所述的一种三维场景中实时信息游走的实现方法中，物件包络体生成包括：根据物件参数以及实时信息传过来的内容生成物件的三维网格；根据网格生成物件的包络体；以及根据物件的位置、缩放和旋转信息变换包络体。
进一步，如上所述的一种三维场景中实时信息游走的实现方法中，物件包络体与最终裁剪区域的相交性测试的处理包括：将物件包络体与最终裁剪区域进行求交运算；设定如果相交区域不为空，则此物件需要渲染；如果相交区域为空，则此物件不需要渲染；设定如果最后一个物件与该物件的相应边界超过了模板所规定的距离时，请求生成新的一组或者多组物件，继续进行渲染；设定如果第一组所有被渲染的物件包络体游走出最终裁减区域后，则此组物件可以从物件链表中删除，以保证系统所占用的存储空间最少，又能保证播出的正常。
本发明的主要优点在于，通过相交测试来检测出需要渲染的最小集合区域，从而将渲染量降低到最少，保证系统对于实时信息的处理能力。
附图说明：
附图1为一种三维场景中实时信息游走的实现方法的流程图；
附图2为模板结构示意图；
附图3为模板包络框与屏幕视椎体相交计算生成的最终裁剪区域的示意图；
附图4为物件包络体的生成示意图；
附图5为物件包络体与最终裁剪区域相交测试的示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明一种三维场景中实时信息游走的实现方法的具体实施方案做详细的说明。
如附图1所示，为本发明一种三维场景中实时信息游走的实现方法的流程图，具体步骤如下：
(1)，从模板库中获取需要制作的游走信息模板，调整模板滚动的位置和速度等参数，计算模板在三维空间中进行时间坐标变换完成的模板包络框302，屏幕与摄像机可以形成一个视椎体301，将模板包络框302与屏幕视椎体301进行相交计算，取得最终裁剪区域303。
(2)，获取一组或者多组实时信息数据，将每个实时数据导入模板中，生成相应的物件，根据不同的应用，整理成各个组类别的物件链表。
(3)，根据运动速度和运动方向，调整各组物件在三维空间中的位置，计算每个物件的三维变换后取得物件的包络体。
(4)，计算每个物件的包络体与最终裁剪区域的相交测试情况。
(5)，判断有相交的地方就需要渲染，无相交的就不需要渲染。同时设定，没有相交的第一组数据从物件链表中删除。判断最后一个物件与裁剪边界的距离小于设定的距离值之后，要求下一个物件输入，如果没有输入，则此次播出任务结束。
(6)，判断如果有新的实时数据输入，则重复步骤(2)至(5)，直至所有需要的数据渲染播出完成，退出。
进一步，附图2所示的物件链表的生成处理方法：根据实时信息找出要生成的物件组以及其中的物件，对其内容进行替换，内容包括文字、图片、视频，以及几何形状等，根据不同的应用，整理生成各个组类别的物件链表，可以被渲染过程访问。将这些生成的物件，按照原来的位置关系，偏移一定的距离，具体偏移大小由模板参数以及滚动的实时状态来确定。
进一步，附图3为模板包络框与视椎体相交计算后生成的最终裁剪区域的示意图：
为了保证每次渲染的数据量最少，我们需要计算一个最终的裁剪区域，判断跟这个区域相交或者被包围的所有物件需要渲染，不在这个范围内的所有物件不参与渲染。
滚动信息模板中包括裁剪框的宽度、高度和深度，根据这些信息生成一个立方体。
根据模板在三维空间中的位置，大小和旋转对立方体进行时间坐标变换。
屏幕与摄像机可以形成一个屏幕视椎体301。
根据变换完成的包络框302跟屏幕视椎体301进行相交计算，生成最终裁剪区域303。
进一步，如附图4所示，为物件包络体生成方法的示意图，在这里，我们以立方体和球体来做具体实施案例，具体步骤如下：
根据物件参数以及实时信息传过来的内容生成物件的三维网格。
根据网格生成物件的包络体。
根据物件的位置、缩放和旋转信息变换包络体。
附图5为物件包络体与最终裁剪区域的相交测试的处理方法，找出最后需要处理的最小集合，从而减少渲染的工作量。
将物件-1、物件1、物件2、物件3、物件4和物件5的包络体与最终裁剪区域303进行求交运算，设定，如果物件包络体与最总裁剪区域303的相交区域不为空，则该物件需要被渲染，如果物件包络体与最终裁剪区域303的相交区域为空，则该物件无需被渲染，即物件1、物件2、物件3、物件4和物件5需要被渲染，而物件-1无需渲染。如果最后一个物件与相应边界超过了模板所设定的距离时，请求生成新的一组或者多组物件，即物件5与最终裁剪区域的边距超出设定的距离时，则生成物件6，再重复附图1中所示的步骤(3)至(6)。如果第一组物件的所有物件都已经与裁剪区域没有相交了，则此组物件可以删除掉，以保证系统所占用的存储空间最少，又能保证播出的正常。
本发明所述的方法不限于具体实施方式中所述的实施例，该领域技术人员根据本发明的技术方案实现的其他实施方式，亦属于本发明的技术创新保护范围。
Claims (2)
1.一种三维场景中实时信息游走的实现方法，其特征在于，包含如下步骤：
（1）从模板库中获取需要制作的游走信息模板，游走信息模板中包括裁剪框的宽度、高度和深度，根据这些信息生成一个立方体，根据模板在三维空间中的位置、大小和旋转对立方体进行时间坐标变换，生成模板包络框，屏幕与摄像机形成一个视椎体，根据变换完成的模板包络框与屏幕视椎体进行相交性测试，取得最终裁剪区域；
（2）将采集的每个实时数据导入需要制作的游走信息模板中，生成相应的物件，根据不同的应用，整理生成各个组类别的物件链表，其中，各个组类别的物件链表的整理生成包括：a)根据实时信息找出相匹配的物件，对其内容进行实时替换，内容包括文字，图片，视频，以及几何形状，根据不同的应用，整理生成各个组类别的物件链表；b)将这些生成的物件，按照原来的位置关系，偏移一定的距离，具体偏移大小由模板参数以及滚动的实时状态来确定；
（3）根据运动速度和运动方向，调整各组物件在三维空间中的位置，计算每个物件在三维变换后取得的物件包络体，其中，物件包络体的计算包括：a)根据物件参数以及实时信息传过来的内容生成物件的三维网格；b)根据该三维网格生成物件的包络体；c)根据物件的位置、缩放和旋转信息变换包络体；
（4）计算每个物件包络体与最终裁剪区域的相交性测试情况；
（5）判断有相交的地方就需要渲染，无相交的就不需要渲染，同时设定，没有相交的第一组数据从物件链表中删除；
（6）判断如果有新的实时数据输入，则重复步骤（2）-（5），直至所有需要的数据渲染播出完成，退出。
2.根据权利要求1所述的一种三维场景中实时信息游走的实现方法，其特征在于，物件包络体与最终裁剪区域的相交性测试及渲染包括：
1)将物件包络体与最终裁剪区域进行求交运算；
2)设定如果相交区域不为空，则此物件需要渲染；如果相交区域为空，则此物件不需要渲染；
3)设定如果最后一个物件与该物件的相应边界超过了模板所规定的距离时，请求生成新的一组或者多组物件，继续进行渲染；
4)设定如果第一组所有被渲染的物件包络体与最终裁剪区域无相交区域后，则此组物件从物件链表中删除，以保证系统所占用的存储空间最少，又能保证播出的正常。
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