CN103970518B - 一种逻辑窗口的3d渲染方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种逻辑窗口的3D渲染方法，所述方法包括：绘制目标逻辑窗口的2D图像；保持所述2D图像的长宽比例，将绘制得到的所述2D图像投影到预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型；在所述预设的三维坐标空间中将所述目标逻辑窗口的3D模型进行预设的3D变换；获取所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值；根据所述坐标修正值和比例修正值，将所述预设的三维坐标空间中经过所述3D变换的3D模型透视投影到目标投影平面。本发明实施例还公开了一种逻辑窗口的3D渲染装置。采用本发明，可以得到经过3D渲染的目标逻辑窗口，实现通过全自绘技术得到具备3D效果的程序界面。

Description

一种逻辑窗口的3D渲染方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种逻辑窗口的3D渲染方法和装置。

背景技术

客户端程序开发中使用的自绘技术可以让开发人员实现更多的特效，使程序交互的界面更加绚丽。在3D技术飞速发展的今天，由于现有的自绘技术无法将2D的逻辑窗口渲染成3D逻辑窗口，导致客户端程序界面展示的仍然只有2D效果的逻辑Frame窗口。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种逻辑窗口的3D渲染方法和装置，可使据此开发出来的客户端程序展现经过3D渲染的逻辑窗口，使得程序界面的交互更加生动、真实。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种逻辑窗口的3D渲染方法，所述方法包括：

绘制目标逻辑窗口的2D图像；

保持所述2D图像的长宽比例，将绘制得到的所述2D图像投影到预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型；

在所述预设的三维坐标空间中将所述目标逻辑窗口的3D模型进行预设的3D变换；

获取所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值；

根据所述坐标修正值和比例修正值，将所述预设的三维坐标空间中经过所述3D变换的3D模型透视投影到目标投影平面。

相应地，本发明实施例还提供了一种逻辑窗口的3D渲染装置，所述装置包括：

2D图像绘制模块，用于绘制目标逻辑窗口的2D图像；

3D建模模块，用于保持所述2D图像的长宽比例，将绘制得到的所述2D图像投影到预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型；

3D变换模块，用于在所述预设的三维坐标空间中将所述目标逻辑窗口的3D模型进行预设的3D变换；

透视投影模块，用于获取所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值，并根据所述坐标偏移值和图像大小比例值，将所述预设的三维坐标空间中经过所述3D变换得到的3D图像透视投影到目标投影平面。

本发明实施例通过在逻辑窗口的全自绘流程中引入3D变换过程，从而可以得到经过3D渲染的目标逻辑窗口，实现了通过全自绘技术得到具备3D效果的程序界面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中的一种逻辑窗口的3D渲染方法的流程示意图；

图2是本发明实施例中获取3D模型的坐标修正值以及比例修正值的流程示意图；

图3是本发明另一实施例中的一种逻辑窗口的3D渲染方法的流程示意图；

图4是本发明实施例中的一种逻辑窗口的3D渲染装置的结构示意图；

图5是本发明实施例中的逻辑窗口的3D渲染装置中透视投影模块440的结构示意图；

图6是本发明实施例中建立目标逻辑窗口的3D模型的过程示意图；

图7是本发明实施例中透视投影得到的经过3D变换后的目标逻辑窗口的效果示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例中的一种逻辑窗口的3D渲染方法的流程示意图，如图所示本实施例中对逻辑窗口的3D渲染流程包括：

S101，绘制目标逻辑窗口的2D图像。

具体的，本发明实施例中的逻辑窗口的3D渲染方法可以实现在如电脑、智能手机、服务器等计算机系统中，其中所提及的逻辑窗口，可以为通过全自绘技术创建的系统窗口Frame、程序窗口Frame或控件Frame等。在全自绘技术中逻辑窗口Frame的组织结构一般如下：最顶级（或最底层）的Frame内部嵌套有N个逻辑子Frame，子Frame之中又可以类似的嵌入下一级子Frame，以此类推可以存在多个嵌套关系的Frame。窗口绘制被触发时，绘制将从顶级窗口开始，顶级窗口绘制完成之后，接着绘制其下的一级子窗口，接着一级一级的嵌套绘制下去，直至所有Frame都绘制完毕，这样可以得到一个完整的程序窗口。在绘制某个目标逻辑窗口时，可以首先判断目标逻辑窗口是否具备3D属性，若不具备3D属性则可以按照2D逻辑窗口的绘制方法对其进行绘制，若其具备3D属性则执行本实施例中的3D渲染流程，其中S101即为绘制目标逻辑窗口的2D图像，包括目标逻辑窗口的2D图形和贴图。

S102，保持所述2D图像的长宽比例，将绘制得到的所述2D图像投影到预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型。

具体的，建立目标逻辑窗口的3D模型的过程即是把目标Frame映射到预设的三维坐标空间中，并确定视角位置，投影平面、近裁面与远裁面等3D参数。如图6中所示，假设目标Frame在其父Frame（上一级窗口或屏幕）的位置为(100,100,200,200)处，将其映射到三维坐标空间，且保持长宽比例不变，如图所示，最终结果目标Frame被映射到三维坐标空间的位置为：左上角(-10.0,10.0,0.0)，右下角(10.0,-10.0,0.0)，从而为目标Frame建立了一个3D模型。其中预设的三维坐标空间可以通过用户预先确定的三维参数生成的，所述三维参数包括视角位置、投影平面、近裁面以及远裁面的参数。

S103，在所述预设的三维坐标空间中将所述目标逻辑窗口的3D模型进行预设的3D变换。

具体实现中，可以在预设三维空间坐标中，对投影得到的目标逻辑窗口的3D模型做预设的平移、缩放、旋转、切变等3D变换。进而本发明实施例中的3D变换可以由用户对所述目标逻辑窗口的操作触发，例如用户点击或将鼠标放置在目标逻辑窗口上，则会触发对目标逻辑窗口的3D渲染过程，其中包括在预设的三维空间坐标中对投影得到的目标逻辑窗口的3D模型做预设的3D变换。

S104，获取所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值。

具体实现中，本发明实施例中获取所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值可以包括如图2所示的流程：

S201，记录所述目标逻辑窗口在父逻辑窗口或屏幕上的坐标和图像大小；

S202，将未经3D变换的所述目标逻辑窗口的3D模型透视直接投影到所述目标投影平面，即父逻辑窗口或屏幕；

S203，将所述未经3D变换的所述目标逻辑窗口的3D模型透视投影到所述目标投影平面得到的图像的坐标和图像大小分别与所述目标逻辑窗口原本在所述目标投影平面的坐标和图像大小进行比较，得到所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值，该坐标修正值和比例修正值用于将经过3D变换后的目标逻辑窗口的3D模型逆向投影至目标投影平面时能够绘制到合理位置和合理的大小。

S105，根据所述坐标修正值和比例修正值，将所述预设的三维坐标空间中经过所述3D变换的3D模型透视投影到目标投影平面。所述目标投影平面即目标逻辑窗口的父逻辑窗口或屏幕，例如图7所示，将经过旋转变换后的目标逻辑窗口的3D模型透视投影到目标投影平面，其中需要根据所述坐标修正值和比例修正值确定在目标投影平面中投影目标逻辑窗口的坐标位置和窗口大小。

图3是本发明另一实施例中的一种逻辑窗口的3D渲染方法的流程示意图，如图所示本实施例中的对目标逻辑窗口的3D渲染方法可以包括：

S301，绘制目标逻辑窗口的2D图像。与前一实施例中的步骤S101相同，于此不再赘述。

S302，将所述目标逻辑窗口的2D图像的图形投影到所述预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型。

具体实现中，本实施例仅将目标逻辑窗口图像的图形（例如为目标逻辑窗口图像的边框围成的图形，缺省边框内图像的贴图）投影到预设的三维坐标空间中，得到目标逻辑窗口在三维坐标空间中的图形的3D模型。其中预设的三维坐标空间可以通过用户预先确定的三维参数生成的，所述三维参数包括视角位置、投影平面、近裁面以及远裁面的参数。

S303，在所述预设的三维坐标空间中将所述目标逻辑窗口的3D模型进行预设的3D变换。同前一实施例中的S103相类似，本实施例中不再赘述。

S304，获取所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值。同前一实施例中的S104相类似，本实施例中不再赘述。

S305，将所述经过变换的3D模型透视投影到目标投影平面，得到所述目标逻辑窗口的3D图形。

具体实现中，所述目标投影平面可以为目标逻辑窗口的父逻辑窗口或屏幕，本实施例中目标逻辑窗口的3D模型只投影了目标逻辑窗口图像的图形部分，则这时仅能在目标投影平面中投影得到经过3D变换的目标逻辑窗口的3D图形。

S306，根据所述目标逻辑窗口的2D图像对所述目标逻辑窗口的3D图形进行纹理贴图。

具体的，可以根据S301中绘制得到的目标逻辑窗口的2D图像的贴图对所述目标逻辑窗口的3D图形进行纹理贴图，最终方可得到目标逻辑窗口完整的经过3D渲染的图像。

图4是本发明实施例中的一种逻辑窗口的3D渲染装置的结构示意图，本发明实施例中的逻辑窗口的3D渲染装置可以实现在如电脑、智能手机、服务器等计算机系统中，如图所示本实施例中逻辑窗口的3D渲染装置至少可以包括：

2D图像绘制模块410，用于绘制目标逻辑窗口的2D图像。

具体实现中，所述目标逻辑窗口可以为通过全自绘技术创建的程序Frame或控件Frame。在全自绘技术中逻辑窗口Frame的组织结构一般如下：最顶级（或最底层）的Frame内部嵌套有N个逻辑子Frame，子Frame之中又可以类似的嵌入子Frame，以此类推可以存在多个嵌套关系的Frame。窗口绘制被触发时，绘制将从顶级窗口开始，顶级窗口绘制完成之后，接着绘制其下的一级子窗口，接着一级一级的嵌套绘制下去，直至所有Frame都绘制完毕，这样可以得到一个完整的程序窗口。本发明实施例中的逻辑窗口的3D渲染装置在绘制某个目标逻辑窗口时，可以首先判断目标逻辑窗口是否具备3D属性，若不具备3D属性则可以按照2D逻辑窗口的绘制方法对其进行绘制，若其具备3D属性则需要对其进行3D渲染，其中2D图像绘制模块410即用于绘制目标逻辑窗口的2D图像，包括目标逻辑窗口的2D图形和贴图。

3D建模模块420，用于保持所述2D图像的长宽比例，将绘制得到的所述2D图像投影到预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型。

具体实现中，建立目标逻辑窗口的3D模型的过程即是把目标Frame映射到预设的三维坐标空间中，并确定视角位置，投影平面、近裁面与远裁面等3D参数。如图6中所示，假设目标Frame在其父Frame（上一级窗口或屏幕）的位置为(100,100,200,200)处，3D建模模块420将其映射到三维坐标空间，且保持长宽比例不变，如图所示，最终结果目标Frame被映射到三维坐标空间的位置为：左上角(-10.0,10.0,0.0)，右下角(10.0,-10.0,0.0)，从而为目标Frame建立了一个3D模型。进而，在可选实施例中，3D建模模块420也可以仅将目标逻辑窗口图像的图形（例如为目标逻辑窗口图像的边框围成的图形，缺省边框内图像的贴图）投影到预设的三维坐标空间中，得到目标逻辑窗口在三维坐标空间中的图形的3D模型。

3D变换模块430，用于在所述预设的三维坐标空间中将所述目标逻辑窗口的3D模型进行预设的3D变换。

具体实现中，3D变换模块430可以在预设三维空间坐标中，对投影得到的目标逻辑窗口的3D模型做预设的平移、缩放、旋转、切变等3D变换。进而本发明实施例中3D变换模块430可以由用户对所述目标逻辑窗口的操作触发，例如用户点击或将鼠标放置在目标逻辑窗口上，则会触发对目标逻辑窗口的3D渲染过程，其中包括3D变换模块430在预设的三维空间坐标中对投影得到的目标逻辑窗口的3D模型做预设的3D变换。

透视投影模块440，用于获取所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值，并根据所述坐标偏移值和图像大小比例值，将所述预设的三维坐标空间中经过所述3D变换得到的3D图像透视投影到目标投影平面。所述坐标修正值和比例修正值用于将经过3D变换后的目标逻辑窗口的3D模型逆向投影至目标投影平面时能够绘制到合理位置和合理的大小，所述目标投影平面即目标逻辑窗口的父逻辑窗口或屏幕。例如图7所示，将经过旋转变换后的目标逻辑窗口的3D模型透视投影到目标投影平面，其中需要根据所述坐标修正值和比例修正值确定在目标投影平面中投影目标逻辑窗口的坐标位置和窗口大小。

进而如图5所示，本发明实施例中的透视投影模块440可以进一步包括：

原始数据获取单元443，用于获取所述目标逻辑窗口在所述目标投影平面的坐标和图像大小，可以为目标逻辑窗口的原始坐标和图像大小区域。

透视投影单元441，用于将所述目标逻辑窗口的3D模型透视投影到所述目标投影平面。具体实现中，透视投影单元441可以用于将经过3D变换的目标逻辑窗口的3D模型透视投影到目标投影平面，得到目标逻辑窗口的3D图像，若其3D模型中只包括目标逻辑窗口的图形部分，则透视投影单元441在目标投影平面只能投影得到目标逻辑窗口的3D图形。进而为了获取坐标修正值和比例修正值，透视投影单元441可以将未经3D变换的所述目标逻辑窗口的3D模型透视投影到所述目标投影平面，进而与原始数据获取单元443获取到的原始坐标和图像大小进行比较。

修正值获取单元444，用于将未经3D变换的所述目标逻辑窗口的3D模型透视投影到所述目标投影平面得到的图像的坐标和图像大小分别与所述目标逻辑窗口在所述目标投影平面的坐标和图像大小进行比较，得到所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值。

纹理贴图单元442，用于根据所述目标逻辑窗口的2D图像对所述目标逻辑窗口的3D图形进行纹理贴图。在可选实施例中，3D建模模块420得到目标逻辑窗口的3D模型只投影了目标逻辑窗口图像的图形部分，则这时仅能在目标投影平面中投影得到经过3D变换的目标逻辑窗口的3D图形，进而可以由纹理贴图单元442根据2D图像绘制模块410绘制得到的目标逻辑窗口的2D图像的贴图对所述目标逻辑窗口的3D图形进行纹理贴图，最终方可得到目标逻辑窗口完整的经过3D渲染的图像。

三维空间生成模块450，用于确定所述三维坐标空间的三维参数并根据所述三维参数生成所述三维坐标空间，例如提供参数输入界面获取用户输入的所述三维参数，可以包括视角位置、投影平面、近裁面以及远裁面的参数等，进而根据该三维参数生成所述预设的三维坐标空间。

本发明实施例通过在逻辑窗口的全自绘流程中引入3D变换过程，从而可以得到经过3D渲染的目标逻辑窗口，实现了通过全自绘技术得到具备3D效果的程序界面。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种逻辑窗口的3D渲染方法，其特征在于，所述方法包括：

绘制目标逻辑窗口的2D图像；

保持所述2D图像的长宽比例，将绘制得到的所述2D图像投影到预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型；

在所述预设的三维坐标空间中将所述目标逻辑窗口的3D模型进行预设的3D变换，所述预设的3D变换包括平移、缩放、旋转或切变；

获取所述目标逻辑窗口在所述目标投影平面的坐标和图像大小；

将未经3D变换的所述目标逻辑窗口的3D模型透视投影到所述目标投影平面；

将所述未经3D变换的所述目标逻辑窗口的3D模型透视投影到所述目标投影平面得到的图像的坐标和图像大小分别与所述目标逻辑窗口原本在所述目标投影平面的坐标和图像大小进行比较，得到所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值；

根据所述坐标修正值和比例修正值，将所述预设的三维坐标空间中经过所述3D变换的3D模型透视投影到目标投影平面。

2.如权利要求1所述的逻辑窗口的3D渲染方法，其特征在于，所述将绘制得到的所述2D图像投影到预设的三维坐标空间中包括：

将所述目标逻辑窗口的2D图像的图形投影到所述预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型；

所述将所述预设的三维坐标空间中经过变换得到的3D模型透视投影到目标投影平面包括：

将所述经过变换的3D模型透视投影到目标投影平面，得到所述目标逻辑窗口的3D图形；

根据所述目标逻辑窗口的2D图像对所述目标逻辑窗口的3D图形进行纹理贴图。

3.如权利要求1所述的逻辑窗口的3D渲染方法，其特征在于，所述将绘制得到的所述2D图像投影到预设的三维坐标空间中之前还包括：

确定所述三维坐标空间的三维参数并根据所述三维参数生成所述三维坐标空间，所述三维参数包括视角位置、投影平面、近裁面以及远裁面的参数。

4.如权利要求1～3中任一项所述的逻辑窗口的3D渲染方法，其特征在于，所述目标投影平面为所述目标逻辑窗口的父逻辑窗口或显示屏幕。

5.一种逻辑窗口的3D渲染装置，其特征在于，所述装置包括：

2D图像绘制模块，用于绘制目标逻辑窗口的2D图像；

3D建模模块，用于保持所述2D图像的长宽比例，将绘制得到的所述2D图像投影到预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型；

3D变换模块，用于在所述预设的三维坐标空间中将所述目标逻辑窗口的3D模型进行预设的3D变换，所述预设的3D变换包括平移、缩放、旋转或切变；

透视投影模块，用于获取所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值，并根据所述坐标修正值和比例修正值，将所述预设的三维坐标空间中经过所述3D变换得到的3D图像透视投影到目标投影平面；

所述透视投影模块包括：

原始数据获取单元，用于获取所述目标逻辑窗口在所述目标投影平面的坐标和图像大小；

透视投影单元，用于将所述目标逻辑窗口的3D模型透视投影到所述目标投影平面；

修正值获取单元，用于将未经3D变换的所述目标逻辑窗口的3D模型透视投影到所述目标投影平面得到的图像的坐标和图像大小分别与所述目标逻辑窗口在所述目标投影平面的坐标和图像大小进行比较，得到所述3D模型的坐标修正值以及比例修正值。

6.如权利要求5所述的逻辑窗口的3D渲染装置，其特征在于，所述3D建模模块具体用于：

将所述目标逻辑窗口的2D图像的图形投影到所述预设的三维坐标空间中，得到所述目标逻辑窗口的3D模型；

所述透视投影模块包括：

透视投影单元，用于将所述经过变换的3D模型透视投影到目标投影平面，得到所述目标逻辑窗口的3D图形；

纹理贴图单元，用于根据所述目标逻辑窗口的2D图像对所述目标逻辑窗口的3D图形进行纹理贴图。

7.如权利要求5所述的逻辑窗口的3D渲染装置，其特征在于，所述装置还包括：

三维空间生成模块，用于确定所述三维坐标空间的三维参数并根据所述三维参数生成所述三维坐标空间，所述三维参数包括视角位置、投影平面、近裁面以及远裁面的参数。

8.如权利要求5～7中任一项所述的逻辑窗口的3D渲染装置，其特征在于，所述目标投影平面为所述目标逻辑窗口的父逻辑窗口或显示屏幕。