CN102640188A - 用于三维虚拟环境的交互式显示的纹理映射方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过用户的客户端设备浏览三维虚拟环境的方法。该三维虚拟环境被部署在应用服务器上，其中所述三维虚拟环境包括三维对象，该三维对象具有三维对象上显示的纹理。所述用户在所述三维虚拟环境中由化身来表示。所述方法进一步包括：通过所述应用服务器确定所述对象与所述形象之间的距离的步骤；进一步，基于所述距离和所述对象的参考确定用于在所述对象上应用的纹理的参考的步骤；随后，基于所述纹理的参考确定用于在所述对象上应用的所述纹理的步骤。

Description

用于三维虚拟环境的交互式显示的纹理映射方法

技术领域

本发明涉及如权利要求1前序部分所描述的用于通过客户端设备浏览三维虚拟环境的方法，如权利要求3前序部分所描述的相关的系统，以及权利要求4前序部分所描述的相关的三维应用服务器。

背景技术

这种用于浏览三维虚拟环境的方法、相关的系统和三维应用服务器是现有技术中已知的。实际上，目前在三维环境中（例如游戏和虚拟世界），当化身（用户的虚拟表示）被定位为与该对象相对远离时，模糊的纹理（即，图像）被放在这种三维虚拟环境中的对象上。当用户的化身（avatar）接近或者靠近所述对象时，更高的分辨率纹理被应用到对象上，该更高的分辨率纹理（texture）包含更多细节。

应用在这种三维对象上的纹理/信息根本不丰富，并且应用在这种三维对象上的纹理变化也相对缓慢。

此外，显示在这种虚拟环境中的三维对象顶部上的所述纹理/信息仅是静态信息。当用户的化身接近所述对象，类似的图像被计算出来，不同之处仅在于计算该图像的更多细节。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种用于浏览上述已知类型的三维虚拟环境的方法，但其中被应用在三维对象上的纹理是动态的。

根据本发明，这一目标通过权利要求1所描述的方法、权利要求3所描述的系统、权利要求4所描述的三维应用服务器、权利要求6所描述的相关纹理参考确定设备以及权利要求9所描述的相关的纹理库（vault）来实现。

按照这种方式，首先在浏览三维虚拟环境期间，由三维应用服务器确定用户形象与所述对象之间的距离；随后基于所确定的距离以及对象的参考，来确定应用于所述对象上的纹理的参考；并且最终基于先前确定的纹理参考来确定应用于所述对象上的纹理。

所述纹理的参考可以动态地改变，以指向具有另一主题、内容的另外的、不同的或可选择的纹理，或者指向任何其它应用于所述三维对象上的相关/无关的纹理。

在权利要求2中介绍本发明的另一特性特征。

基于所述用户形象与所述对象之间的距离以及所述对象所确定的动态纹理，随后被恢复并且被应用在所述三维对象上。

在权利要求5中描述本发明的另一特性特征。

根据动态纹理请求部件，所述应用服务器能够基于从所述纹理参考确定设备接收的纹理参考来请求动态纹理。

在权利要求7和11中描述本发明的另一特性特征。

所述纹理参考确定设备适用于根据参考发送部件向所述应用服务器发送纹理的参考。

在权利要求8和10中描述本发明的另一特性特征。

可选择地，所述纹理参考确定设备能够向所述纹理库设备发送所述纹理的参考。

应当注意到，当在权利要求中使用时，术语“包括”不应当被解释成对其后列出的装置的限制。因此，表述“设备包括装置A和B”的范围不应当限制为仅由组件A和B组成的设备。其意味着就本发明而言，所述设备的唯一相关组件是A和B。

类似地，应当注意，在权利要求中使用术语“耦合”时，不应当被解释成仅仅限制于直接连接。因此，表述“与设备B相耦合的设备A”的范围不应当限制于设备A的输出直接连接到设备B的输入的设备或系统。其意味着在A的输出和B的输入之间存在路径，该路径可以是包括其它设备或装置的路径。

附图说明

通过参考实施方式的下列描述并结合附图，将最佳地理解本发明自身且更容易了解本发明的上述以及其它的目标和特征，其中：

图1代表根据本发明的用于浏览三维虚拟环境3DVE的系统的第一实施方式的功能性表示；以及

图2代表根据本发明的用于浏览三维虚拟环境3DVE的系统的第二实施方式的功能性表示。

具体实施方式

在接下来的段落中，参考附图1中的图形，描述了所述系统的实现方式。在第二段中，定义了所提及的元件之间的所有连接。

随后，描述了图1中呈现的所提及的系统的所有相关的功能装置，随后描述全部相互连接。在后续的段落中描述了通信系统的实际执行。

根据本发明的人工管理系统的第一基本元件是用于浏览三维虚拟环境的用户的客户端设备。这种三维虚拟环境3DVE被部署在应用服务器3DO-AS上。该三维虚拟环境3DVE包括至少一个三维对象，该三维对象具有三维对象3DO上显示的纹理。用户通过在三维虚拟环境中的化身来浏览所呈现的三维虚拟环境，其中该形象是用户在三维环境或三维世界中的数字表示。

另外，具有纹理参考确定设备3DO-TRDD，其能够基于与三维对象的参考相结合的用户的化身和三维对象之间的距离，确定用于在所述对象上应用的纹理的参考；以及具有纹理库3DO-TV，其能够基于由纹理参考确定设备3DO-TRDD所确定的纹理参考来确定用于应用在所述对象上的纹理。

客户端设备（未示出）可以通过因特网连接或其它任何合适的连接（例如，内联网（intranet）、蓝牙（Bluetooth）、Wifi、Wimax、3G网络等）耦合于所述应用服务器3D-AS。

应用服务器3D-AS可以经由因特网连接、内联网连接或其它任何有线或无线连接与纹理参考确定设备3DO-TRDD和纹理库3DO-TV两者进行耦合。有线连接可以是USB、火线（firewire）、串口（serial-port）、以太网、光纤或其它任何高速连接。无线连接技术包括Wifi、Wimax、蓝牙、红外线（infrared）、3G、LTE或其它任何高速无线连接。

应用服务器3D-AS首先包括：距离计算部件DCP，其能够计算用户形象与三维对象3DO之间的距离；动态纹理参考请求部件RRQP，其能够基于用户形象与三维对象3DO之间的距离以及识别三维对象自身的三维对象参考来请求纹理的参考；参考接收部件RRP，其能够从纹理参考确定设备3DO-TRDD接收三维对象的参考；以及处理部件PROC，适用于处理接收的参考并且计算/确定将要应用在三维对象上的所期望的参考。

进一步，应用服务器3D-AS包括：动态纹理请求部件DTRQP，其适用于基于从所述动态纹理参考确定设备3DO-TRDD接收的纹理参考来请求动态纹理；动态纹理接收部件DTRP，其适用于基于所述纹理的所述参考来接收用于应用在所述三维对象之上的动态纹理。最后，应用服务器3D-AS包括纹理应用部件TAP，其适用于将接收的纹理应用在对象上。此处，所接收的纹理基于对象和对象的类型，由结合用户化身和三维对象之间的距离的对象参考来识别所述对象的类型。

应用服务器3D-AS的动态纹理参考请求部件RRQP具有输入端，其同时也是应用服务器3D-AS的输入端。动态纹理参考请求部件RRQP进一步耦合到距离计算部件DCP。

参考接收部件RRP具有具有输入端，其同时也是应用服务器3D-AS的输入端。参考接收部件RRP进一步耦合到处理部件PROC。处理部件进一步耦合到动态纹理请求部件DTRQP，该DTRQP具有输出端，其同时也是应用服务器3D-AS的输出端。

动态纹理接收部件DTRP具有输入端，其同时也是应用服务器3D-AS的输入端，并且DTRP进一步耦合到纹理应用部件TAP。

纹理参考确定设备3DO-TRDD首先包括：参考确定请求接收部件RRQRP，其能够接收用于基于距离并结合对象的参考来确定纹理的参考的请求；并且进一步包括，动态纹理参考确定部件DTRDP，其适用于基于距离和三维对象的参考来确定应用于三维对象上的纹理参考。纹理参考确定设备3DO-TRDD还拥有纹理参考保持部件TRHP，其包含与对象参考以及距离或距离范围相关联的参考的列表。该纹理参考保持部件TRHP可以通过数据库或者其它与数据库等价的技术来实现。动态纹理参考确定部件DTRDP基于距离和三维对象的参考来确定将被应用在三维对象上的纹理的参考。纹理参考确定设备3DO-TRDD进一步包括参考发送部件RSP，其又适用于向应用服务器3D-AS发送所确定的纹理的参考。

纹理参考确定设备3DO-TRDD的确定请求接收部件RRQRP具有输入端，其同时也是纹理参考确定设备3DO-TRDD的输入端。确定请求接收部件RRQRP进一步耦合到动态纹理参考确定部件DTRDP，DTRDP进一步耦合到纹理参考保持部件TRHP。

动态纹理参考确定部件DTRDP还耦合到参考发送部件RSP，该RSP依次具有输出端，其同时也是纹理参考确定设备3DO-TRDD的输出端。

纹理库3DO-TV保持用于应用在三维对象之上的纹理，纹理中的每一个均与一个纹理参考相关联，纹理库3DO-TV包括以下部件：

动态纹理参考请求接收部件DTRQRP，其适用于从应用服务器3D-A接收动态纹理参考；纹理确定部件DTDP，其能够基于所述纹理的所述参考确定应用于所述三维对象之上的纹理；纹理保持部件THP，包含与纹理相关联的参考的列表。该纹理保持部件THP可以通过数据库或者其它与数据库等价的技术来实现。

纹理库3DO-TV进一步包括动态纹理转发部件DTFP，其能够向所述应用服务器（3D-AS）转发动态纹理。

该转发部件能够向所述应用服务器3D-AS以流方式发送所确定的纹理。

纹理库3DO-TV的动态纹理参考请求接收部件DTRQRP具有输入端，其同时也是纹理库3DO-TV的输入端。动态纹理参考请求接收部件DTRQRP进一步耦合到纹理确定部件DTDP，DTDP进一步耦合到纹理保持部件THP。

纹理确定部件DTD，还耦合到动态纹理转发部件DTFP，该DTFP依次具有输出端，其同时也是纹理库3DO-TV的输出端。

为了解释本发明的执行，假设用户正在使用它的客户端设备（例如，具有因特网接入的个人电脑或通过无线因特网连接耦合到因特网的移动终端，在两种情况下均使用用于浏览三维虚拟环境3DVE的客户端应用程序）浏览三维虚拟环境3DVE，例如第二人生（Second Life）或仙境（Wonderland）、OpenCroque、Solipsys或任何其它三维虚拟环境/世界。

现在进一步假设该用户漫步在该三维虚拟环境3DVE（例如SecondLife）中，并且他的形象（例如与三维人物相似的对象）正在接近呈现为著名的中国紫禁城的对象。虚拟客户端是Second Life客户端，周期性地向应用服务器3D-AS发送用户形象的坐标。当该形象达到特定距离时（例如距离紫禁城5km），应用服务器3D-AS检测到紫禁城在该形象的一定距离内。于是，应用服务器通过距离计算部件DCP，利用用户形象的坐标和三维对象的坐标来计算形象与三维对象3DO之间的距离，现在为5km。该5km的距离与三维对象的对象参考一起，用于通过动态纹理参考请求部件RRQP来请求纹理的参考。

然后，参考确定请求接收部件RRQRP接收该请求，以用于基于5km的距离并结合对象的参考来确定纹理的参考。动态纹理参考确定部件DTRDP使用5km的距离和三维对象的参考来确定纹理的参考，以应用在三维对象上。通过纹理参考保持部件TRHP中的对象参考以及距离=5进行搜索以寻找想要的纹理参考来确定所述参考，即对URI_{紫禁城的图片}的紫禁城图片的参考。参考发送部件RSP依次向应用服务器3D-AS发送所确定的纹理的参考，如URI_{紫禁城的图片}。

基于通过纹理参考接收部件RRP从所述动态纹理参考确定设备3DO-TRDD接收的纹理参考URI_{紫禁城的图片}，应用服务器3D-AS分别依靠动态纹理请求部件DTRQP来请求动态纹理。

随后，纹理库3DO-TV依靠动态纹理参考请求接收部件DTRQRP从应用服务器3D-AS接收动态纹理参考，即URI_{紫禁城的图片}。

基于该紫禁城的图片的URI，纹理确定部件DTRP与纹理保持部件THP协同，确定应用于所述三维对象之上的相应的动态纹理。使用URI_{紫禁城的图片}纹理保持部件THP中搜索纹理，所述纹理保持部件THP包含与纹理相关联的参考的列表，，纹理包含紫禁城的图片、紫禁城的幻灯片、紫禁城的历史视图、紫禁城的视频剪辑、未来几天的天气预报等。

纹理确定部件DTDP获取紫禁城的图片并依靠动态纹理转发部件DTFP将图片发送给应用服务器3D-AS。

最后，动态纹理接收部件接收所转发的纹理，并且随后应用服务器3D-AS的纹理应用部件将所接收的纹理（例如紫禁城的图片）应用于三维对象。

如果用户的形象继续接近紫禁城并且到达距离4km，则应用相同的信息流程。此时，分别基于4km的距离和相同的对象参考，确定URI_{紫禁城的幻灯片}，并且然后基于该URI，从纹理保持部件DTHP确定纹理“紫禁城的幻灯片”，并且随后再从纹理保持部件DTHP获取纹理。

紫禁城的幻灯片被应用在三维对象上，并且该幻灯片展示了紫禁城的多张图片，其中通过使用存储在纹理保存部件中的URI幻灯片紫禁城来获取这些图片。

在图2中示出可替换的实施方式。通过参考与第一实施方式的区别来介绍该实施方式，其区别在于：纹理参考确定设备3DO-TRDD的参考发送部件RSP直接耦合到纹理库3DO-TV的动态纹理请求接收部件DTRQRP。

将依靠动态纹理参考确定部件确定的纹理参考立即转发给纹理库3DO-TV而不是转发给应用服务器3D-AS。随后，基于参考确定的纹理可以被直接转发给应用服务器或者可选择地经过纹理参考确定设备3DO-TRDD转发给应用服务器。

最后说明的是，上述根据功能模块来介绍本发明的实施方式。从上面给出的这些块的功能性描述，涉及电子设备的本领域技术人员容易理解，利用公知的电子组件如何利用公知的电子组件来制造这些块的实施方式。因此，不再给出功能块的内容的细节架构。

虽然上面已经描述了本发明的原理以及有关的特定装置，应当清楚理解这些说明仅仅是为了示例，而不是对如所属权利要求中定义的本发明的范围进行限制。

Claims (12)

1.一种用于通过用户的客户端设备浏览三维虚拟环境（3DVE）的方法，所述三维虚拟环境被部署在应用服务器（3D-AS）上，所述三维虚拟环境包括三维对象，该三维对象具有在其上显示的纹理，所述用户在所述三维虚拟环境中由化身来表示，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：

a.通过所述应用服务器（3D-AS）确定所述对象与所述形象之间的距离；以及

b.基于所述距离和所述对象的参考，确定用于在所述对象上应用的纹理的参考；以及

c.基于所述纹理的所述参考，确定用于在所述对象上应用的所述纹理。

2.根据权利要求1所述的用于浏览三维虚拟环境（3DVE）的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：获取所述纹理以及将所述纹理应用在所述三维对象（3DO）上的步骤。

3.一种用于通过用户的客户端设备浏览三维虚拟环境（3DVE）的系统，所述三维虚拟环境（3DVE）被部署在应用服务器上，所述三维虚拟环境（3DVE）包括三维对象，该三维对象具有在所述三维对象上显示的纹理，所述用户在所述三维虚拟环境（3DVE）中由化身来表示，其特征在于，所述系统进一步包括：

a.距离计算模块（DCP），适于计算所述形象与所述对象（3DO）之间的距离；

b.动态纹理参考确定模块（DTRDP），适于基于所述距离和所述三维对象（3DO）的参考来确定用于所述对象上应用的纹理的参考；以及

c.纹理确定模块（DTDP），适于基于所述纹理的所述参考来确定在所述三维对象上应用的所述纹理。

4.一种用于在如权利要求3所述的系统中使用的应用服务器（3D-AS），其特征在于，所述应用服务器（3D-AS）包括：

a.距离计算部件（DCP），适于计算所述形象与所述三维对象（3DO）之间的距离；

b.动态纹理参考请求部件（RRQP），适于基于所述距离和所述三维对象的参考来请求纹理的参考；以及

c.动态纹理接收部件（DTRP），适于基于所述纹理的所述参考来接收用于在所述三维对象上应用的所述动态纹理。

5.根据权利要求4所述的应用服务器（3D-AS），其特征在于，所述应用服务器（3D-AS）进一步包括：

d.动态纹理请求部件（DTRQP），适于基于从所述纹理参考确定设备（3DO-TRDD）接收的所述纹理参考，请求所述动态纹理。

6.一种用于在如权利要求3所述的系统中使用的纹理参考确定设备（3DO-TRDD），其特征在于，所述纹理参考确定设备（3DO-TRDD）包括，所述动态纹理参考确定部件（DTRDP），适于基于所述距离和所述三维对象的参考，确定用于在所述对象上应用的纹理的参考。

7.根据权利要求6所述的纹理参考确定设备（3DO-TRDD），其特征在于，所述纹理参考确定设备（3DO-TRDD）进一步包括：参考发送部件（RSP），适于向所述应用服务器（3D-AS）发送所述纹理的所述参考。

8.根据权利要求6所述的纹理参考确定设备（3DO-TRDD），其特征在于，所述纹理参考确定设备（3DO-TRDD）进一步包括：参考发送部件（RSP），适于向所述纹理库（3DO-VS）发送所述纹理的所述参考。

9.一种用于在如权利要求3所述的系统中使用的纹理库（3DO-TV），其特征在于，所述纹理库包括所述纹理确定部件（DTDP），适于基于所述纹理的所述参考来确定用于在所述三维对象上应用的所述纹理。

10.根据权利要求9所述的纹理库（3DO-TV），其特征在于，所述纹理库（3DO-TV）进一步包括动态纹理参考请求接收部件（DTRQRP），适于从所述纹理参考确定设备（3DO-TRDD）接收所述动态纹理参考。

11.根据权利要求9所述的纹理库（3DO-TV），其特征在于，所述纹理库（3DO-TV）进一步包括：动态纹理参考请求接收部件（DTRQRP），适于从所述应用服务器（3D-AS）接收所述动态纹理参考。

12.根据权利要求9所述的纹理库（3DO-TV），其特征在于，所述纹理库（3DO-TV）进一步包括动态纹理转发部件（DTFP），适于向所述应用服务器（3D-AS）转发所述动态纹理。

Images