CN102163340A - 计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其首先生成被标注的三维动态几何图形数据信息的标注参数；再基于标注参数生成标注图形数据信息；随后基于标注图形数据信息生成标记纹理多边形数据信息；最后将标记纹理多边形数据信息和被标注的三维动态几何图形数据信息所表示的图形一同显示，以实现三维动态几何图形数据信息标注显示的控制。采用了本发明的方法，其能使标注与几何图形形成一个有机的整体，灵活、动态地对三维场景进行标记，具有较高的通用性，且具有与场景相匹配的渲染效果，又能使用户便于区分，从而提供更佳的用户体验。本发明的方法应用方式简便，实现成本较为低廉，且应用范围较为广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种三维图形的显示方法，特别涉及一种三维图形的标注的显示控制方法，具体是指一种计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法。
背景技术
随着近几年显示技术的发展，交互式显示技术的地位日益重要。有时需要对用户在交互过程中生成的图样的几何信息和其它的额外信息进行标注。标注的灵活性以及准确性，很大程度上影响用户体验。拥有文本标注的演示场景，能结合图形的形象化特点和文字的准确性特点，充分挖掘演示软件的潜力。同时，标注本身也是一种可以渲染的对象，好的标注应该与演示场景的风格融为一体。标注同时也属于几何体本身，当几何体处于动画过程中，标注文本本身也应有相应的动画效果以反映几何体的变化。最后，文本标记需要与宿主相同的渲染流程，才能方便的与现有程序结合，而渲染标记本身也影响的图形系统整体的性能。
目前的标记技术主要标记全局信息，常见于一些网络游戏的应用场景中。这些信息是多为提示性信息，与渲染场景本身无关。渲染过程在场景渲染完成之后进行，且在二维的屏幕坐标下完成。其他的一些标注方法也大多集成在动画模型中，其缺点是通用性较差，需要修改标注时，往往需要修改模型或者渲染技术。对于一些要求相对灵活，参数较多且须动态变化的参数，现有技术中则一般采用对话框模式给出，这样的标注方法显得突兀，且严重影响画面的整体效果和用户体验。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够灵活、动态地对三维场景进行标记，具有较高的通用性，且具有与场景相匹配的渲染效果，用户体验更佳的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法。
为了实现上述的目的，本发明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法包括以下步骤：
(1)系统生成被标注的三维动态几何图形数据信息的标注参数；
(2)系统基于所述的标注参数生成标注图形数据信息；
(3)系统基于所述的标注图形数据信息生成标记纹理多边形数据信息；
(4)系统将所述的标记纹理多边形数据信息和被标注的三维动态几何图形数据信息所表示的图形一同显示。
在该计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法中，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(11)系统确定被标注的三维动态几何图形数据信息的数据类型；
(12)系统根据所述的三维动态几何图形数据信息的类型确定标注参数。
其中，所述的标注参数包括三维动态几何图形数据信息的边长、角度、体积、表面积信息。
在该计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法中，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(21)系统根据所述的标注参数确定标注数量；
(22)系统根据所述的标注参数确定各标注的图形尺寸信息。
其中，所述的标注参数包括整体参数类信息和局部参数类信息。
所述的步骤(21)具体是指：系统将一个整体参数类信息和多个局部参数类信息的个数之和确定为标注数量。
所述的步骤(22)具体是指：系统根据所述的标注参数的文本大小确定标注的图形尺寸信息。所述的图形尺寸信息的值为2的整数次幂，当所述的文本大小为连续两个2的整数次幂的中间值时，图形尺寸信息的值为所述的两个2的整数次幂中的较大值。
在该计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法中，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(31)系统在被标注的三维动态几何图形数据信息所基于的三维坐标系中确定标注图形数据信息所依附的顶点坐标；
(32)系统根据所述的标注图形数据信息在三维坐标系中的顶点坐标生成该标注图形信息基于视坐标系的标记纹理多边形数据信息；
(33)系统根据所述的标注参数对所述的标记纹理多边形数据信息进行调整。
其中，所述的步骤(32)具体包括以下步骤：
(32-1)系统根据所述的标注图形数据信息在三维坐标系中的顶点坐标产生该标注图形数据信息在系统的显示器中的尺寸；
(32-2)系统根据所述的标注图形数据信息在系统显示器中的尺寸产生该标注图形在视坐标系中的标记纹理多边形数据信息。
所述的步骤(33)具体包括以下步骤：
(33-1)系统将所述的标注参数的文本尺寸与所述的标记纹理多边形数据信息所表示的实际尺寸之比作为该纹理多边形数据信息的调整中值；
(33-2)系统根据所述的调整中值对所述的标记纹理多边形数据信息所表示的尺寸进行调整。
在该计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法中，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(41)系统确定所述的标记纹理多边形数据信息在三维坐标系中的中心点，并将该中心点转换到视坐标系中；
(42)系统将被标注的三维动态几何图形数据信息的顶点坐标转换到视坐标系中；
(43)系统对视坐标系中的三维动态几何图形数据信息和标记纹理多边形数据信息所表示的图形进行渲染处理。
其中，所述的步骤(43)具体是指：系统采用背景透明显示方式或文本镂空显示方式对所述的三维动态几何图形数据信息和标记纹理多边形数据信息所表示的图形进行渲染处理。
优选地，在该计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法中，所述的方法在步骤(4)之后还包括以下步骤：
(5)系统根据所述的被标注的三维动态几何图形数据信息的变化，对所述的标记纹理多边形数据信息进行更新。
其中，所述的三维动态几何图形数据信息的变化包括该三维动态几何图形数据信息所表示的图形的平移、缩放和旋转变化。
在该计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法中，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(51)系统将该三维动态几何图形数据信息所表示的图形的平移、缩放或旋转变化均转换为以三维动态几何图形数据信息的平移变化方法表示；
(52)系统根据所述的三维动态几何图形数据信息的平移变化重新确定所述的标记纹理多边形数据信息所表示的图形的中心点；
(53)系统对所述的三维动态几何图形数据信息和标记纹理多边形数据信息所表示的图形进行渲染处理。
其中，所述的步骤(51)具体是指：系统根据所述的三维动态几何图形数据信息的中点在三维坐标系中的位置变化构造平移矩阵，所述的平移矩阵mt1为：
平移矩阵mt1＝物体的三维坐标系变换矩阵×物体平移矩阵。
所述的步骤(52)具体是指：系统将标记纹理多边形数据信息的在三维坐标系中的中心点乘以所述的平移矩阵mt1作为新的中心点位置，并将该新的中心点转换到视坐标系中。
采用了该发明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其由系统首先生成被标注的三维动态几何图形数据信息的标注参数；再基于标注参数生成标注图形数据信息；随后基于标注图形数据信息生成标记纹理多边形数据信息；最后将标记纹理多边形数据信息和被标注的三维动态几何图形数据信息所表示的图形一同显示，以实现三维动态几何图形数据信息标注显示的控制。采用该发明的方法使标注与几何图形形成一个有机的整体，能灵活、动态地对三维场景进行标记，具有较高的通用性，且具有与场景相匹配的渲染效果，又能使用户便于区分，从而提供更佳的用户体验。本发明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法应用方式简便，实现成本较为低廉，且应用范围较为广泛。
附图说明
图1为本发明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法的步骤流程图。
图2为利用本发明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法实现的图形发生几何变化时的标注更新显示示意图。
图3为利用本发明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法实现的标记在不同的宿主物体渲染模式下显示的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1所示，为本发明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法的步骤流程图。
在一种实施方式中，该方法包括以下步骤：
(1)系统生成被标注的三维动态几何图形数据信息的标注参数；
(2)系统基于所述的标注参数生成标注图形数据信息；
(3)系统基于所述的标注图形数据信息生成标记纹理多边形数据信息；
(4)系统将所述的标记纹理多边形数据信息和被标注的三维动态几何图形数据信息所表示的图形一同显示。
在一种较优选的实施方式中，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(11)系统确定被标注的三维动态几何图形数据信息的数据类型；
(12)系统根据所述的三维动态几何图形数据信息的类型确定标注参数。
其中，所述的标注参数包括三维动态几何图形数据信息的边长、角度、体积、表面积信息。
在另一种较优选的实施方式中，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(21)系统根据所述的标注参数确定标注数量；
(22)系统根据所述的标注参数确定各标注的图形尺寸信息。
其中，所述的标注参数包括整体参数类信息和局部参数类信息。
在一种进一步优选的实施方式中，所述的步骤(21)具体是指：系统将一个整体参数类信息和多个局部参数类信息的个数之和确定为标注数量。
在另一种进一步优选的实施方式中，所述的步骤(22)具体是指：系统根据所述的标注参数的文本大小确定标注的图形尺寸信息。
其中，所述的图形尺寸信息的值为2的整数次幂，当所述的文本大小为连续两个2的整数次幂的中间值时，图形尺寸信息的值为所述的两个2的整数次幂中的较大值。
在又一种较优选的实施方式中，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(31)系统在被标注的三维动态几何图形数据信息所基于的三维坐标系中确定标注图形数据信息所依附的顶点坐标；
(32)系统根据所述的标注图形数据信息在三维坐标系中的顶点坐标生成该标注图形信息基于视坐标系的标记纹理多边形数据信息；
(33)系统根据所述的标注参数对所述的标记纹理多边形数据信息进行调整。
在一种进一步优选的实施方式中，所述的步骤(32)具体包括以下步骤：
(32-1)系统根据所述的标注图形数据信息在三维坐标系中的顶点坐标产生该标注图形数据信息在系统的显示器中的尺寸；
(32-2)系统根据所述的标注图形数据信息在系统显示器中的尺寸产生该标注图形在视坐标系中的标记纹理多边形数据信息。
在另一种进一步优选的实施方式中，所述的步骤(33)具体包括以下步骤：
(33-1)系统将所述的标注参数的文本尺寸与所述的标记纹理多边形数据信息所表示的实际尺寸之比作为该纹理多边形数据信息的调整中值；
(33-2)系统根据所述的调整中值对所述的标记纹理多边形数据信息所表示的尺寸进行调整。
在再一种较优选的实施方式中，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(41)系统确定所述的标记纹理多边形数据信息在三维坐标系中的中心点，并将该中心点转换到视坐标系中；
(42)系统将被标注的三维动态几何图形数据信息的顶点坐标转换到视坐标系中；
(43)系统对视坐标系中的三维动态几何图形数据信息和标记纹理多边形数据信息所表示的图形进行渲染处理。
在一种进一步优选的实施方式中，所述的步骤(43)具体是指：系统采用背景透明显示方式或文本镂空显示方式对所述的三维动态几何图形数据信息和标记纹理多边形数据信息所表示的图形进行渲染处理。
在一种更优选的实施方式中，所述的方法在步骤(4)之后还包括以下步骤：
(5)系统根据所述的被标注的三维动态几何图形数据信息的变化，对所述的标记纹理多边形数据信息进行更新。
其中，所述的三维动态几何图形数据信息的变化包括该三维动态几何图形数据信息所表示的图形的平移、缩放和旋转变化。
在一种进一步优选的实施方式中，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(51)系统将该三维动态几何图形数据信息所表示的图形的平移、缩放或旋转变化均转换为以三维动态几何图形数据信息的平移变化方法表示；
(52)系统根据所述的三维动态几何图形数据信息的平移变化重新确定所述的标记纹理多边形数据信息所表示的图形的中心点；
(53)系统对所述的三维动态几何图形数据信息和标记纹理多边形数据信息所表示的图形进行渲染处理。
在更进一步优选的实施方式中，所述的步骤(51)具体是指：系统根据所述的三维动态几何图形数据信息的中点在三维坐标系中的位置变化构造平移矩阵，所述的平移矩阵mt1为：
平移矩阵mt1＝物体的三维坐标系变换矩阵×物体平移矩阵。
所述的步骤(52)具体是指：系统将标记纹理多边形数据信息的在三维坐标系中的中心点乘以所述的平移矩阵mt1作为新的中心点位置，并将该新的中心点转换到视坐标系中。
本发明计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法其主要包括以下5个部分技术内容：
1、基本几何参数的计算
A、确定标注类型，主要是几何体的边长、角度、体积、表面积等信息，也包括其它额外信息。鉴于一般的渲染模式下，几何体均由顶点表示的，需要在计算的基础上得到有意义的标准信息，该计算过程需在标注前完成。
B、确定几何体类型，以采取与不同的几何体类型对应的不用方法计算几何信息。对于一些需要积分才能获取的参数，例如表面积，则将根据几何体的类型采用不同的方法计算。而对于像边长，夹角之类的参数，由于渲染模型多为基于顶点的线框模型，则较为容易找到统一的计算方法。
C、分析几何体线性变化(平移、缩放、旋转三种变换)的类型。在常规的几何流水线中，线性变换不会改变几何体在模型空间中的顶点，但是会在最终的场景中改变这些顶点。不同的线性变换对不同的参数的影响是不同的。刚体变换不会改变边长、面积、角度等参数，而缩放变换则直接影响这些参数。缩放变换对某些参数影响的方式又因是否等比例缩放而不同。因此需要宿主几何体提供相关的几何变换信息。
2、标记像素的生成
A、确定标记的数量。标记本质上是矩形图片，根据用户的要求，这些标记可以是全局的，例如几何体的体积、表面积、质量等参数。整个几何体只需一个标记即可完成。而对于边长等参数则需要局部标记，这种标记的数目取决于边数。这样作是为了让标记在用户看来是有意义的。
B、确定图片尺寸。图片以像素为单位，理论上，标记的本文的大小就是标记图片的尺寸。但是考虑到渲染的易用性问题，绝大部分渲染模块都要求图片尺寸必须或最好为2的整数次幂，同时为了不缩放字体，文本图片是等比例生成的，然后向上拉升到最接近的2的整数次幂。多余部分在渲染时由渲染方法消去。
3、标记纹理多边形与坐标的生成
A、首先在三维场景中生成纹理多边形所依附的顶点。纹理多边形一般为矩形。多边形的尺寸必须刚好为标记文本的大小。但是在上述第2部分中生成的纹理大小，一般不是标记文本大小。需要两个步骤矫正多边形尺寸，本步骤A主要调整文本大小与逻辑字体之间的尺寸。在三维场景中，标记纹理必须总是面对观察者的，否则标记文本将会出现形变。完成这个方法可以利用三维变换的特性。以往的方法一般在视坐标下直接生成坐标，但是这种方法难以适应依附于物体中某条边或者某个角的标准。而在本发明中，首先在视坐标中生成多边形，这是一个逆投影的过程，即先给出标记文本在物理显示器上的尺寸，然后在视坐标中该标记纹理的顶点位置，标记纹理的中点在本第3部分中是不关心的。
B、主要是为了配合第2部分中提高的视频纹理兼容问题，为了抹去2的整数次幂尺寸中多余的部分，需要使用特殊的纹理坐标。为方便起见，将纹理坐标限制在0到1之间，不考虑非常少见的大段文本拼接的情况，一般标记到小数点后2～4位就足够精确。在生成纹理的过程中，标记文本的真实尺寸与实际形成纹理的标准化尺寸之比，就是纹理坐标中值。
通过上述第3部分中A、B两个过程，纹理被正确映射到多边形的顶点上，同时多边形顶点间的距离也能确保被正确投影到视景体的前截面上。
4、三维场景中标记与几何体的融合显示
当三维场景中存在多个被标注的几何体时，需要将每个几何体的标注移动到相应的位置，才能够清晰分辨出哪些标注属于哪个几何体。尤其在场景中几何体密度较大时，这对于使用者而言是非常重要的。本发明允许灵活地设置宿主几何体的标注位置。
对于全局性的标注，例如物体的表面积、体积等信息。标注在物体中心或者某个角外部是很直观的。而对于局部信息，例如边长，则因标准在中点或者边的起点。
对于几何变换后的物体，标记应该有相对的移动。比如平移时，所有标记因随着物体平移；物体放大时，标记因随着原始附着位置作相应移动；旋转也是类似情况。这后两种情况下，标记本身不会随着物体进行放大旋转变换。
本发明采用一种共享变换矩阵的方式实现上述这些效果。
在物体的几何造型顶点确定之后，标记纹理会根据这些顶点形成自己在世界坐标系中的中心点。渲染过程中，将这些中心点变换至观察坐标。这些中心点在观察坐标中的XOY平面上偏移远点的位置，就是本第4部分中形成的多边形顶点需要平移的数值。任何对几何体的变换，都将折合到标记纹理在世界坐标系下中心位置的变化。当这个点变换到视坐标下时，三种变换将全部折合为平移变换，因此计算过程是相对简单的。考虑到渲染过程一般是以变换矩阵为基础的，因此，本发明中，最后的变换也被计算为矩阵，以便让标记像普通对象一样渲染。不改变标记多边形的顶点可以为后期优化标记的效果提供方便。
几何体的顶点可以存在于模型坐标系下，因此标记位置在这个坐标系下是不会改变的。当物体作几何变换时，将这个顶点通过与物体相同的矩阵进行变换即可得到其在世界坐标系下的位置。该方案将标注的中点置于与几何体相同的坐标系下，共享同一变换矩阵。而标记多边形的几何顶点又直接存在于视坐标下，就能以一种非常简洁的方式消除物体变换矩阵与标记几何造型间的影响，同时也是一种非常容易实现的方法。
最后，本发明还可以采用背景透明和文本镂空两种初步的渲染技术，最小化标记对几何体的遮挡。基于普通多边形的标记渲染，也为后期使用着色器等技术优化标记效果提供了基础。最终的三维场景中标记与几何体的融合显示的效果如图2和图3所示。
5、标记的实时更新
当物体本身的几何造型点发生改变，或者对物体施加了非刚体变换后，相应的标记参数也因随之改变。不同的改变过程需要区分对待。删除与重构纹理需要占用较大的系统开销。在本发明中，最初的纹理由于要向上拉升至2的整数次幂，其尺寸一般大于最初纹理。当文本改变时，原有纹理不会删除而是会改变其本身内容。纹理内存的读取，是被几乎所有显卡支持的，且底层的视频接口大多支持原地锁定功能，这使本发明的方法具有更好的标记更新效率。
按上文所叙，标记在模型坐标下的必须指定中心位置。选择中心位置的策略是不同的，不只因物体类型不同，也因UI设计师对场景的理解而不同。其中后者可以通过定义着色器实现。并能通过特殊的着色器调整，标记的色彩与视觉效果也能用类似的方法修改。
以下以标记立方体边长为例，具体说明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法在实际实施中的步骤。该方法具有通用性，需要标注其它物体时，均可参照本例实施，基本无需改动。
一、确认几何体构造完成
绝大部分几何信息必须在几何造型完成之后才能获取，例如长方体的体积与边长等信息。本过程中，也需要获取几何信息之外的信息，例如渲染属性或用户对它自定义的标记。渲染属性主要是物体当前的渲染属性，例如是否允许通道混合，纹理坐标的生成方式等。由于标记是作为物体的一部分渲染的，物体的渲染属性会继承这些属性，并在启动渲染之前，依据当前的渲染设置，进行调整。
调整的方案是，将标记的渲染设置向二维图片渲染方向调整，而非调整所有属性，调整所有属性的代价可能比较大。以长方体为例，此时需要关闭光照或者相应的模拟着色器，如果长方体上有纹理，就需要将其设置为非激活状态等等。
这个过程体现了标记对象本身和渲染物体的统一性，在步骤五中不再累述。
二、生成标注图片与纹理
这个过程的核心是字体与尺寸，因为文本标记都是拥有字体的，不同的字体决定了字符串最终占用的空间。
首先根据用户设置，计算出当前字体下标记本文的大小。这个计算过程一般由操作系统的二维图形API完成。
然后根据上步中得到的大小，生成一幅位图。此时的位图不会作为渲染资源直接渲染，因此位图的格式无关紧要。
接着，本发明提供一个简单的幂数表，表元素由2的整数次幂按升序组成。在表中找到当前位图的长宽区间，如果刚好落在表元素上，则取该2的整数次幂，如果落在两个元素之间，则取较大元素。
以上述取得的规范尺寸重新构造一幅位图，将当前位图拷贝到新位图上。通常约定拷贝位置为左上开始，拷贝过程中无拉升或者像素展宽等参数。向左上对齐拷贝对于后续步骤中纹理坐标的生成非常关键，并且左上拷贝是被绝大多数二维图形API支持的。
记录拉升前与拉升后的尺寸比例，这个比例将在宿主物体为其计算纹理坐标时使用。
三、生成观察坐标下的顶点与纹理坐标
本步骤中生成的纹理，在最终的渲染后，尺寸与二维文字在特定字体下的大小相等。本发明应用在正交投影的场景中，情形相对简单。如果是在透视场景中，算法将稍有调整，详见步骤四。
由于线性变换是有歧义的，这里正好利用这种歧义，将本过程中生成的顶点假设在观察坐标系内。如果投影坐标与视口的比例是1∶1，本步骤三可以省去，但是一般却不是这样。
考虑正投影下，屏幕坐标与投影坐标间长度的比值，并考虑在正交投影的模式下，标记多边形中心紧贴视景体后截面，且中心与原点重合。那么这个矩形的长宽为：字符串长宽×视口与投影单位之比。这样获得了视坐标下的四个构型点。然后构造纹理坐标，该方案本质上也是缩放，但是却采用了不同的技术。渲染中，由于文本是以左上方式对齐绘制的，所以下列纹理坐标可以刚好被剔除，文字将以最高的质量被显示。坐标由以下公式计算：
左上：(0，0)
右上：(文本宽度/图片宽度，0)
坐下：(0，文本高度/图片高度)
右下：(文本宽度/图片宽度，文本高度/图片高度)
显然，上面坐标中任何一项都是小于或者等于1的。
四、生成模型坐标下的中心位置
该过程依赖于物体的构造方式，一般的建模过程中，物体的顶点均位于专用的模型空间中。在模型空间中求解相应顶点是非常方便的。以长方体为例，全局标记参数，如体积名称，是标记在中心位置的。局部参数如边长，一般标记在边的中点上。
长方体的中心位于长方形内部，如果以此点作为标记中心，那么标记多边形可能全部或部分会被长方体遮挡，这依赖于长方体的尺寸和特定的渲染方式。本发明中，假设标记物体总是可见的，因此渲染时，先渲染几何体本身，然后关闭深度检测，最后渲染标记。这样能有效保证标记相对宿主对象的可见性。步骤五中不再累述。
本发明能够适用于透视和正交投影两种方式，如果是正交投影，本过程可被省去。考虑到透视投影中，物体最终投影到屏幕上尺寸与其距离观察点的距离有关。所以在该方式下，需要将步骤四中得到的中心点提前变换到视坐标下。然后考察视坐标下该点距离原点在z方向上的距离。取比例因子k＝中心点到视点的距离/视景体前截面到视点的距离，在确定标记多边形几何尺寸时，需要乘以该比例因子k以弥补透视带来的尺寸缩小的问题。
五、渲染标记
1、首先取出物体在模型坐标下的中点。
2、构造矩阵：平移矩阵mt1＝物体的三维坐标系变换矩阵×物体平移矩阵。
3、使用上述矩阵变换中点。
4、乘以实体平移矩阵，然后再变换到观察系下，作为标记对象的位置。
这种方法与前面的叙述基本一致，只是将观察矩阵与模型-世界矩阵分开计算，由此获得更大的灵活性。如果需要标记因物体的旋转或缩放而改变，那么需要对该过程中的第二部分是作出相应的修改。
采用了该发明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其由系统首先生成被标注的三维动态几何图形数据信息的标注参数；再基于标注参数生成标注图形数据信息；随后基于标注图形数据信息生成标记纹理多边形数据信息；最后将标记纹理多边形数据信息和被标注的三维动态几何图形数据信息所表示的图形一同显示，以实现三维动态几何图形数据信息标注显示的控制。采用该发明的方法使标注与几何图形形成一个有机的整体，能灵活、动态地对三维场景进行标记，具有较高的通用性，且具有与场景相匹配的渲染效果，又能使用户便于区分，从而提供更佳的用户体验。本发明的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法应用方式简便，实现成本较为低廉，且应用范围较为广泛。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (18)
1.一种计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)系统生成被标注的三维动态几何图形数据信息的标注参数；
(2)系统基于所述的标注参数生成标注图形数据信息；
(3)系统基于所述的标注图形数据信息生成标记纹理多边形数据信息；
(4)系统将所述的标记纹理多边形数据信息和被标注的三维动态几何图形数据信息所表示的图形一同显示。
2.根据权利要求1所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：
(11)系统确定被标注的三维动态几何图形数据信息的数据类型；
(12)系统根据所述的三维动态几何图形数据信息的类型确定标注参数。
3.根据权利要求2所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的标注参数包括三维动态几何图形数据信息的边长、角度、体积、表面积信息。
4.根据权利要求1所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：
(21)系统根据所述的标注参数确定标注数量；
(22)系统根据所述的标注参数确定各标注的图形尺寸信息。
5.根据权利要求4所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的标注参数包括整体参数类信息和局部参数类信息。
6.根据权利要求5所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(21)具体是指：
系统将一个整体参数类信息和多个局部参数类信息的个数之和确定为标注数量。
7.根据权利要求5所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(22)具体是指：
系统根据所述的标注参数的文本大小确定标注的图形尺寸信息。
8.根据权利要求7所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的图形尺寸信息的值为2的整数次幂，当所述的文本大小为连续两个2的整数次幂的中间值时，图形尺寸信息的值为所述的两个2的整数次幂中的较大值。
9.根据权利要求1所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
(31)系统在被标注的三维动态几何图形数据信息所基于的三维坐标系中确定标注图形数据信息所依附的顶点坐标；
(32)系统根据所述的标注图形数据信息在三维坐标系中的顶点坐标生成该标注图形信息基于视坐标系的标记纹理多边形数据信息；
(33)系统根据所述的标注参数对所述的标记纹理多边形数据信息进行调整。
10.根据权利要求9所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(32)具体包括以下步骤：
(32-1)系统根据所述的标注图形数据信息在三维坐标系中的顶点坐标产生该标注图形数据信息在系统的显示器中的尺寸；
(32-2)系统根据所述的标注图形数据信息在系统显示器中的尺寸产生该标注图形在视坐标系中的标记纹理多边形数据信息。
11.根据权利要求9所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(33)具体包括以下步骤：
(33-1)系统将所述的标注参数的文本尺寸与所述的标记纹理多边形数据信息所表示的实际尺寸之比作为该纹理多边形数据信息的调整中值；
(33-2)系统根据所述的调整中值对所述的标记纹理多边形数据信息所表示的尺寸进行调整。
12.根据权利要求1所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(4)具体包括以下步骤：
(41)系统确定所述的标记纹理多边形数据信息在三维坐标系中的中心点，并将该中心点转换到视坐标系中；
(42)系统将被标注的三维动态几何图形数据信息的顶点坐标转换到视坐标系中；
(43)系统对视坐标系中的三维动态几何图形数据信息和标记纹理多边形数据信息所表示的图形进行渲染处理。
13.根据权利要求12所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(43)具体是指：
系统采用背景透明显示方式或文本镂空显示方式对所述的三维动态几何图形数据信息和标记纹理多边形数据信息所表示的图形进行渲染处理。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的方法在步骤(4)之后还包括以下步骤：
(5)系统根据所述的被标注的三维动态几何图形数据信息的变化，对所述的标记纹理多边形数据信息进行更新。
15.根据权利要求14所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的三维动态几何图形数据信息的变化包括该三维动态几何图形数据信息所表示的图形的平移、缩放和旋转变化。
16.根据权利要求15所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(5)具体包括以下步骤：
(51)系统将该三维动态几何图形数据信息所表示的图形的平移、缩放或旋转变化均转换为以三维动态几何图形数据信息的平移变化方法表示；
(52)系统根据所述的三维动态几何图形数据信息的平移变化重新确定所述的标记纹理多边形数据信息所表示的图形的中心点；
(53)系统对所述的三维动态几何图形数据信息和标记纹理多边形数据信息所表示的图形进行渲染处理。
17.根据权利要求16所述的计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(51)具体是指：
系统根据所述的三维动态几何图形数据信息的中点在三维坐标系中的位置变化构造平移矩阵，所述的平移矩阵mt1为：
平移矩阵mt1＝物体的三维坐标系变换矩阵×物体平移矩阵。
18.根据权利要求17所述的三维动态几何图形数据信息计算机系统中实现三维动态几何图形数据信息标注显示控制的方法，其特征在于，所述的步骤(52)具体是指：
系统将标记纹理多边形数据信息的在三维坐标系中的中心点乘以所述的平移矩阵mt1作为新的中心点位置，并将该新的中心点转换到视坐标系中。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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