CN104599320A - 一种三维模型实时绘制与比对方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维模型实时绘制与对比方法，所述方法包括以下步骤：S1、建模软件的插件从建模软件中实时读取模型的节点数据；S2、将所述步骤S1中读取的数据，以节点的形式存入共享缓存区，所述节点以树形结构进行组织；S3、对比软件读取所述共享缓存区中节点的数据，并在地理空间中实时绘制初始三维模型；S4、将现实场景中照片放于三维地理信息空间中，与步骤S3中得到所述初始三维模型作对比，对所述初始模型进行修正后得到三维模型。本发明的方法实时读取模型数据，并通过人工修正构建三维模型，实现了根据实际场景实时绘制三维模型，并且使构建的三维模型与实际场景匹配。

Description

一种三维模型实时绘制与比对方法
技术领域
本发明涉及模型建立技术领域，更具体涉及一种三维模型实时绘制与比对方法。
背景技术
在现有的高阶三维引擎中，场景中实时绘制的模型都是通过三维建模软件事先建造出来，存储为硬盘文件，例如建筑、管道、公共交通设施都是事先建好后，统一的导入到osgearth软件当中。这样有利于模型建造者和程序开发人员的分离，但也带来了问题，首先，需要模型建造者在事先把osgearth软件所有模型规范搞清楚，才能正常导入；即使能正常导入，也会遇到显示效果和3DS MAX软件中显示不一致的情况，这样就要程序员和模型建造者反复沟通才能解决，很多时间被浪费。
其次，将三维模型事先构建出来，存储为硬盘文件的做法会造成构建的模型在实际场景中不适合的情况出现，需要根据实际的情况时进行修改；并且不同的渲染引擎，对同一模型的渲染效果有所有不同，也需要根据实际的情况时进行修改。
另外，对于一系列的模糊图像的三维建模来说，自动重建的效果很差，经常会出现匹配不准，三维有漏洞的情况出现，此时只有借助人工建模的手段才能将拍摄的三维地理空间中的物体重建出来。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何通过与实际场景照片对比构建精确的三维模型。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三维模型实时绘制与对比方法，包括以下步骤：
S1、建模软件的插件从建模软件中实时读取模型的节点数据；
S2、将所述步骤S1中读取的数据，以节点的形式存入共享缓存区，所述节点以树形结构进行组织；
S3、对比软件读取所述共享缓存区中节点的数据，并在地理空间中实时绘制初始三维模型；
S4、将现实场景中照片放于三维地理信息空间中，与步骤S3中得到所述初始三维模型作对比，对所述初始模型进行修正后得到三维模型。
优选地，所述建模软件为3DS MAX软件。
优选地，所述建模软件的插件为3DS MAX的GUP插件。
优选地，所述步骤S4中，通过所述3DS MAX软件对所述初始三维模型进行修正。
优选地，所述步骤S2中的节点以循环缓冲区的形式存在，并且所述节点的写入数据优先级最高，当所述建模软件的插件写入节点数据时，所述对比软件不能进行节点数据读取。
优选地，所述共享缓冲区中设置各所述循环缓冲区的读写标志位，以控制所述循环缓冲区的状态。
优选地，所述步骤S1中，通过3DS MAX软件的GUP插件读取所述模型的节点数据。
优选地，所述模型的节点数据包括的信息为顶点信息、材质信息、颜色信息、材质信息以及纹理信息。
优选地，所述GUP插件中设置监控单元；所述模型的节点数据发生变化时，所述监控单元发送控制信号，控制所述GUP插件读取所述模型的节点数据。
(三)有益效果
本发明提供了一种三维模型实时绘制与对比方法，本发明的方法实时读取模型的节点数据，并通过3DS MAX软件修正初始三维模型，实现了根据实际场景实时绘制三维模型，通过与拍摄的照片修正得到的三维模型能够与实际场景精确匹配。
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为本发明的一种三维模型实时绘制与对比方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
图1为本发明的一种三维模型实时绘制与对比方法的流程图；所述方法包括以下步骤：
S1、建模软件的插件从建模软件中实时读取模型的节点数据；
S2、将所述步骤S1中读取的数据，以节点的形式存入共享缓存区，所述节点以树形结构进行组织；
S3、对比软件读取所述共享缓存区中节点的数据，并在地理空间中实时绘制初始三维模型；
S4、将现实场景中照片放于三维地理信息空间中，与步骤S3中得到所述初始三维模型作对比，对所述初始模型进行修正后得到三维模型。
本发明的方法实时读取模型数据，并通过修正模型构建三维模型，实现了根据实际场景实时绘制三维模型，并且构建的三维模型与实际场景匹配，不需要人工进行模型修正。
优选地，所述建模软件为3DS MAX软件；所述建模软件的插件为3DS MAX的GUP插件；所述对比软件为基于osgearth的软件。
优选地，所述步骤S1中，模型存储于3DS MAX软件中，通过3DSMAX软件的GUP插件读取模型数据；所述模型的节点数据以节点的形式存储于所述3DS MAX软件的主程序中。所述节点数据包括的信息为顶点信息、材质信息、颜色信息、材质信息以及纹理信息等信息。所述GUP插件中设置监控单元；所述节点数据发生变化时，所述监控单元发送控制信号，控制所述GUP插件读取模型的节点数据，具体为，在GUP插件中开启一个监控线程，当所述3DS MAX软件中的节点数据发生变化时，GUP插件获取信息，读取节点信息并存入所述共享缓存区。所述GUP插件在3DS MAX软件启动时被加载，监控线程也同时被开启。
优选地，所述步骤S2中的节点以循环缓冲区的形式存在，并且所述节点的写入数据优先级最高，当一个所述节点的其中一个缓冲区写入数据时，这个缓冲区不能进行数据读取，基于osgearth的对比软件只能读取3DS MAX上一次写入的缓冲区。所述共享缓冲区中设置各所述循环缓冲区的读写标志位，以控制所述循环缓冲区的状态。
优选地，所述模型存储于所述3DS MAX软件中。所述步骤S3以及S4通过基于osgearth的对比软件完成相关操作；所述基于osgearth的对比软件是基于osgEarth三维数字地球开发库开发的，通过编程实现相关功能；所述共享缓冲区中的读写标志位实现了GUP插件与基于osgearth的对比软件的进程同步。所述进程同步主要源于进程合作，是进程间共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系，为进程之间的直接制约关系；在多道环境下，这种进程间在执行次序上的协调是必不可少的。
上述3DS MAX，全称为3D Studio Max，是Discreet公司开发的(后被Autodesk公司合并)基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。3DSMAX是专业的建构模型、动画制作、虚拟设计软件，功能强大，是三维建模理想的二次开发平台。其插件分为两种：Standard MAX plug-ins(标准插件)和Additional MAX plug-ins(自定义插件)；丰富的自定义插件扩展了自定义插件的功能。GUP插件是3D Studio Max自定义插件的一种，通过编写GUP插件从3DS MAX读取模型节点数据。
OsgEarth软件作为开源的三维数字地球开发库，越来越多的科研单位和企业以它为基础开发三维地信息系统。osgEarth可以很容易部署可升级的地形模型：(1)地形数据无论是在本地电脑，或者动态载入不用书写任何代码便可加载整个地球地形；分层描述所形成的高分辨率插入物；结合多种描述、立体图和飞行模式下的矢量数据源建立地图块缓存来最大限度的利用性能；为多重纹理效果调整图形的不透明度；(2)在不同的参考坐标系中重新投影数据，用长坐标来放置额外的模型，可以做快速的交叉测试，把新数据合并到现有的VPB数据库中(不用重新生成)；可直接访问地形块儿。
本发明中，计算机最低运行配置为：2.5千兆赫(GHz)或更快的32位(x86)或64位(x64)处理器；2千兆字节(GB)RAM(32位)或4GB RAM(64位)；16GB可用硬盘空间(32位)或20GB可用硬盘空间(64位)。
本发明中，采用Windows平台在最低运行配置环境下运行，3DSMAX绘制窗口的帧率为45fps，基于osgearth的对比软件帧率为60fps，能够十分顺畅地完成实时绘制和与拍摄图像的对比工作。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种三维模型实时绘制与对比方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、建模软件的插件从建模软件中实时读取模型的节点数据；
S2、将所述步骤S1中读取的数据，以节点的形式存入共享缓存区，所述节点以树形结构进行组织；
S3、对比软件读取所述共享缓存区中节点的数据，并在地理空间中实时绘制初始三维模型；
S4、将现实场景中照片放于三维地理信息空间中，与步骤S3中得到所述初始三维模型作对比，对所述初始模型进行修正后得到三维模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建模软件为3DSMAX软件。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建模软件的插件为3DS MAX的GUP插件。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，通过所述3DS MAX软件对所述初始三维模型进行修正。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的节点以循环缓冲区的形式存在，并且所述节点的写入数据优先级最高，当所述建模软件的插件写入节点数据时，所述对比软件不能进行节点数据读取。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述循环缓冲区中设置各所述循环缓冲区的读写标志位，以控制所述循环缓冲区的状态。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过3DS MAX软件的GUP插件读取所述模型的节点数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述模型的节点数据包括的信息为顶点信息、材质信息、颜色信息、材质信息以及纹理信息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述GUP插件中设置监控单元；所述模型的节点数据发生变化时，所述监控单元发送控制信号，控制所述GUP插件读取所述模型的节点数据。
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