CN103400415B - 平面空间结构三维数字模型自动生成及在线互动的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云计算架构的平面空间结构三维数字模型自动生成及在线互动的实现方法和系统，其中该方法包括下列步骤：在客户端，将平面结构图上传到服务器；服务器接收到平面结构图之后，解析识别该图片，然后根据用户的设置生成三维模型。用户可以对生成的模型进行旋转、缩放等操作，来观察该模型是否符合要求。用户可以调整某个房屋模型的建模过程，调整墙体和窗户的位置和高度以及样式，然后再由服务器重新生成房屋模型。用户可以在系统中浏览的房屋模型并对搭配各种家具进行浏览。本发明改变了以往的三维模型生成方式，生成的三维模型可以和用户进行互动，用户可以搭配各种家具，并从多角度进行浏览。

Description

平面空间结构三维数字模型自动生成及在线互动的实现方法

技术领域

本发明涉及一种三维模型自动生成的建模技术，尤其涉及一种基于平面空间结构图的三维模型自动生成系统的实现方法以及三维模型生成云服务系统。

背景技术

在房地产行业中，大量应用了平面图纸来表明房屋的布局，可以展示小区布局、道路绿化情况、建筑的布局等，平面图纸能够比较详细的说明房屋的具体情况，但是不够直观，需要和其它方式配合才能达到比较好的展示效果。

此外，为了更加具体地展示房屋的布局，售楼处还经常采用小区沙盘、房屋模型来展示小区楼盘，这是目前购房者最直观的了解楼房的办法。只不过这种方法局限性比较大，只能够在某一个固定的地方参考。

除了采用平面图纸、沙盘模型等方法来了解情况之外，还可以采用三维动画的方法来进行宣传。三维动画是通过三维软件将复杂繁多的平面设计方案模拟成现实世界中直观的建筑实景。它突破了效果图的平面化布局模式，和效果图相比更加生动，而且能实现传统摄影机无法拍摄的角度或相机运动的轨迹。能够方便地在互联网上进行宣传。

三维动画的计算机设备软硬件要求性能较高，均为3D数字工作站，创作人员的要求更高，涉及专业有计算机、建筑、美术。需要进行建立模型、动画设置、贴图灯光、环境制作、渲染输出等多项操作。

综上所述，目前这三种方法都各有利弊，其中平面图纸最详细，但是不够直观，沙盘模型局限性比较大，三维动画最为直观，但是技术很高，不适合普通的用户参与，需要实现一种更先进的、便捷的房屋展示系统，从而可以帮助用户更加直观地了解房屋的情况，更加适合互联网时代的要求。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提基于云计算的架构构建了新型的三维模型自动生成系统，改变了以往的三维模型生成方式，只需要基于常见的平面空间结构图，比如说普通的扫描设备扫描的户型图，然后将平面空间结构图上传至服务器，就可以由服务器根据这些图片进行三维建模，生成的三维模型可以和用户进行互动，用户可以搭配各种家具，并从多角度进行浏览。

为了达到上述目的，本发明提供了一种基于云计算架构的三维模型自动生成的实现方法，其中该方法包括下列步骤：在客户端，将平面结构图上传到服务器；服务器接收到平面结构图之后，解析识别该图片，然后根据用户的设置生成三维模型。用户可以对生成的模型进行旋转、缩放等操作，来观察该模型是否符合要求。用户可以调整某个房屋模型的建模过程，调整墙体和窗户的位置和高度以及样式，然后再由服务器重新生成房屋模型。用户可以在系统中浏览的房屋模型并对搭配各种家具进行浏览。

本发明还提供一种新型三维模型生成系统和三维模型展示系统，该系统包括：网络通讯服务和负载均衡系统及集群、网络应用服务系统及集群、业务处理服务系统及集群、模型生成管理服务系统及集群、三维模型实时渲染服务系统及集群、数据安全和鉴权服务器、计费管理系统、服务运营支撑系统、数据库集群以及分布式模型文件存储系统及集群。

附图说明

图1为本发明的整体系统网络结构拓扑图。

图2为本发明的整体系统逻辑结构图。

图3为本发明的平面结构图识别界面。

图4为本发明的模型三维效果图。

图5为本发明的模型三维互动效果图。

图6为本发明的室内效果图。

图7为本发明的基于平面结构图生成三维模型的流程图。

图8为本发明的浏览房屋模型的流程图。

图9为本发明的修改三维模型的流程图。

图10为本发明的展示三维模型库的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书的附图和具体实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明的整体系统网络结构图。图1所示的模型生成云服务系统结构包括：客户端1-1，用来实现提交图片并展示生成的3D模型。Internet互联网1-2。服务器端1-3，该服务器包括防火墙1-3-1，提供网络安全保护，防止来自外部的网络攻击；网络通讯服务负载均衡服务器1-3-2，提供HTTP请求的负载均衡调度和失效转移工作；网络通讯服务系统集群1-3-3，有效地管理网络通讯会话正确匹配和及时响应；网络应用服务系统集群1-3-4,负责处理互联网、移动互联网等网络应用的业务请求；数据安全和鉴权服务器1-3-5，负责整个系统的数据安全和业务鉴权的认证；业务处理服务系统集群1-3-6，实现三维模型生成并展示的核心业务功能；服务运营支撑系统服务器1-3-7，提供综合的运营支撑服务功能；模型生成管理服务系统集群1-3-8，负责建立并管理模型生成任务；计费管理系统服务器1-3-9，提供统一的业务计费管理服务；数据库存储系统集群1-3-10，为系统提供统一的数据存储服务，并构建安全、健壮的数据库存储集群；防火墙1-3-11，提供渲染服务器的网络安全保护；三维模型渲染服务器集群1-3-12，通过高性能的图形计算服务器系统，进行三维模型渲染；防火墙1-3-13，提供模型文件存储系统服务器的网络安全保护；分布式模型文件存储系统集群1-3-14，提供高性能、高扩展、高可用的三维模型文件存储系统。

图2是本发明的系统结构框图。本系统包括：应用层2-1，包括2-1-1图片上传以及三维模型展示模块以及2-1-2三维模型管理模块，并提供相应的协议转换模块2-1-3以及2-1-4网络通讯模块。业务层，包括2-2-3数据安全和鉴权服务器，负责整个系统的数据安全和业务鉴权的认证；2-2-1网络通讯服务系统，提供网络接口以及负载均衡服务；2-2-2网络应用服务系统，负责将从应用接收到的业务协议包正确解析，识别应用的业务操作请求；2-2-4业务处理服务系统，实现三维模型实时展示的核心业务功能，包括三维模型生成、三维模型实时渲染、三维模型管理等；2-2-6渲染任务管理服务系统，负责建立并管理实时渲染任务；2-2-7计费管理系统，提供统一的业务计费管理服务；2-2-5服务运营支撑系统，提供用户管理功能、业务管理等功。渲染层，包括2-3-1高性能三维图形实时渲染服务系统，提供多种规格的渲染软硬件以及对应的网络接口。数据层，包括2-4-1模型文件存储系统，存放海量的模型数据；2-4-2数据库集群，存储用户信息以及渲染任务信息。

图3是为本发明的平面结构图识别界面，该界面是基于html和javascript的网页应用，图中展示的界面已经将左侧的平面结构图识别为右侧的墙、门和窗户的多边形组合,3-1是文件菜单，3-2是用户输入的户型图，3-3是识别之后的平面图，3-4是互动操作区域。

图4是为本发明的模型三维效果图，该界面展示识别之后的房屋的三维模型视图。4-1是文件菜单，4-2是三维模型视图，4-3是互动操作区域，用户可以添加家具、绿化等其他元素。

户型图的识别结果可以用如下的格式来描述：

上面的这一段XML数据描述了平面结构图的识别结果，这是一个由多边形构成的房间和属于某墙面的门窗组。

平面结构图识别出来之后，可以在其中添加家具，图5就是在房屋模型中添加家具之后的三维视图，展示系统和用户的互动操作，5-1是三维模型视图，此时正在将一个床铺从家具选择区拖动到视图中，5-2是互动操作区域，此时正在显示的是待选择的家具。图6则是某一个角度的室内效果图。

下面结合图7到图10说明本发明的系统实现方法。

图7是基于平面结构图生成三维模型的流程。在步骤S101中，模型上传应用发送数据上传请求，该请求中包括有平面结构图以及相关的配置信息。经过网络接口处理时需要通过步骤S102验证用户的身份信息，检查用户是否有权限进行操作，如果检查通过之后再把请求发送给业务处理服务系统。此时，首先通过步骤S105把请求发送给模型生成管理服务系统，在模型生成管理系统中经过过滤背景、多边形识别和分离墙和门窗之后，在该系统中生成模型，然后把生成的模型返回给业务处理服务系统，然后保存到模型文件存储系统中，并通过步骤S111和S112把操作结果反馈给用户。

图8是本发明的浏览房屋模型的流程。在步骤S201中，模型展示应用发送操作模型的动作请求，该请求中包括有模型的信息以及相关的操作信息。经过网络接口的步骤S202鉴权之后把请求发送给业务处理服务系统。步骤S205读取模型数据，步骤S207把模型发送给渲染服务器，即可以得到了此时的平面、三维效果图和渲染图片。各个层把这些图片发送回模型展示应用，显示给用户。

图9为本发明的修改三维房屋模型的流程图。在步骤S301中，模型上传应用发送新的数据上传请求，该请求中包括有户型的模型数据以及用户对模型做的修改，比如说修改某处墙体的材质或者是修改某处窗户的形状等。经过网络接口处理时需要通过步骤S302验证用户的身份信息，检查用户是否有权限进行操作，如果检查通过之后再把请求发送给业务处理服务系统。此时，首先通过步骤S305对上传的数据进行初步处理，然后通过步骤S306把请求发送给模型生成管理服务系统，在该系统中生成模型之后，把生成的模型返回给业务处理服务系统，然后更新到模型文件存储系统中的模型中，并通过步骤S309和S310把操作结果反馈给用户。

图10为本发明的展示三维模型库的流程图。在步骤S401中，展示理应用发送请求，该请求中包括房屋模型信息、搭配的家具信息的数据。经过网络接口处理时需要通过步骤S402验证用户的身份信息，检查用户是否有权限进行操作，如果检查通过之后再把请求发送给业务处理服务系统。步骤S405读取模型数据和家具数据，步骤S207把所有的数据发送给渲染服务器，即可以得到了此时的平面、三维效果图和渲染图片。各个层把这些图片发送回模型展示应用，需要修改流程图，显示给用户。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (1)

1.一种平面空间结构三维模型自动生成及在线互动的实现方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一、在客户端，将平面结构图上传到服务器；

步骤二、服务器接收到平面结构图之后，解析识别该图，然后根据用户的设置生成三维模型；

步骤2-1，模型上传应用发送数据上传请求，该请求中包括有平面结构图以及相关的配置信息；

步骤2-2，经过网络接口处理时验证用户的身份信息，检查用户是否有权限进行操作；

步骤2-3，如果检查通过之后再把请求上传发送给业务处理服务系统；

步骤2-4，步骤2-3上传请求中包括户型图和配置信息；

步骤2-5，把请求上传发送给模型生成管理服务系统，在模型生成管理系统中经过过滤背景、多边形识别和分离墙和门窗之后，在该系统中生成模型，然后把生成的模型返回给业务处理服务系统，然后保存到模型文件存储系统中；

步骤2-6，把操作结果反馈给用户；

步骤三、用户对生成的模型进行旋转、缩放、浏览操作，来观察该模型是否符合要求；

步骤3-1，模型展示应用发送操作模型的动作请求，该请求中包括有模型的信息以及相关的操作信息；

步骤3-2，经过网络接口鉴权之后把请求发送给业务处理服务系统；

步骤3-3，读取模型数据；

步骤3-4，把模型发送给渲染服务器，即可以得到了此时的平面、三维效果图和渲染图片；

步骤3-5，渲染服务器把这些图片逐层发送回模型展示应用，显示给用户；

步骤四、用户调整、修改某个房屋模型的建模过程，调整、修改墙体和窗户的位置和高度以及样式，然后再由服务器重新生成房屋模型；

步骤4-1，模型上传应用发送新的数据上传请求，该请求中包括有户型的模型数据以及用户对模型做的调整、修改；

步骤4-2，经过网络接口处理验证用户的身份信息，检查用户是否有权限进行操作；

步骤4-3，验证成功；

步骤4-4，检查通过之后再把请求发送给业务处理服务系统；

步骤4-5，对上传的数据进行初步处理；

步骤4-6，把请求发送给模型生成管理服务系统，在该系统中生成模型之后，把生成的模型返回给业务处理服务系统，然后更新到模型文件存储系统中的模型中；

步骤4-7，把操作结果反馈给用户；

步骤五、用户在系统中浏览的房屋模型并对搭配各种家具进行浏览、展示；

步骤5-1，展示应用发送请求，该请求中包括房屋模型信息、搭配的家具信息的数据；

步骤5-2，经过网络接口处理验证用户的身份信息，检查用户是否有权限进行操作；

步骤5-3，验证成功；

步骤5-4，检查通过之后再把请求发送给业务处理服务系统；

步骤5-5，读取模型数据和家具数据，把所有的数据发送给渲染服务器，即可以得到了此时的平面、三维效果图和渲染图片；

步骤5-6，渲染服务器把这些图片逐层发送回模型展示应用，需要修改流程图，显示给用户。