CN108364341A - 基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法 - Google Patents

基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法，采用配置优先+GIS的方式进行三维场景模型加载。对于大量外观、大小基本相同的三维模型，建立对应模板模型，通过程序配置经纬度位置、高度、偏转角等参数存储到数据库中，只用加载一个模板模型文件到模板缓冲区，通过不同参数配置就可以实现大量相同三维模型的渲染显示，极大地提高了大型三维场景的加载渲染效率。

Description

基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法
技术领域
本发明属于三维地理信息系统技术领域，具体涉及一种基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法的设计。
背景技术
近年来伴随着智慧城市的建设，政务应用的深入化、精细化建设的需求越来越迫切。越来越多的平台使用三维地理信息技术和虚拟现实技术，建立更直观、更精细的二三维一体化分析展示系统，为各政务委办局业务应用提供二三维一体化空间支撑服务，满足政务精细化管理要求，支撑智慧城市建设和发展。但大型三维场景模型加载普遍存在模型制作周期长，对于大小、外观相同的大量目标物体，如小区房子、路上的车辆、路边的树木等，在模型制作时重复建设，模型文件大，导致模型导出时间长，模型加载渲染效率低等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中大型三维场景中相同模型重复建设影响加载渲染效率的问题，提出了一种基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法。
本发明的技术方案为：基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法，包括以下步骤：
S1、使用3DMAX和SketchUp软件制作三维模板模型，将三维模板模型导出为obj格式的模型文件，并将其转换成DAE格式。
S2、使用collada2gltf工具将DAE格式的模型文件转换成gltf格式，并采用三维引擎Cesium加载gltf格式的模型文件。
S3、使用三维引擎Cesium编写模板模型配置前端程序，对模板模型的经纬度位置、高度和偏转角等参数参数进行配置。
步骤S3具体包括以下分步骤：
S31、初始化将鼠标操作类型设置为三维场景可旋转缩放。
S32、鼠标按下监听，记录当前点击位置坐标。
S33、判断当前是否选中模板模型，若是则将鼠标操作类型设置为模板模型可移动，并设置三维场景不可旋转，进入步骤S34，否则直接进入步骤S34。
S34、模板模型移动监听，判断鼠标操作类型是否为模板模型可移动，若是则获取起始点位置，进行模板模型位置移动编辑，实现模板模型的经纬度位置和高度的配置，进入步骤S35，否则保持模板模型位置不变，进入步骤S35。
S35、鼠标移动监听，当鼠标滑过模板模型，显示其旋转操作按钮，将鼠标操作类型设置为模板模型可旋转；当鼠标滑出模板模型，隐藏其旋转操作按钮，将鼠标操作类型重置为三维场景可旋转缩放。
S36、模板模型旋转监听，按住模板模型对应的旋转按钮并拖动，基于模型中心位置进行旋转，实现模板模型的偏转角配置。
S37、鼠标弹起监听，将鼠标操作类型重置为三维场景可旋转缩放。
S38、对模板模型位置进行坐标转换，获取模板模型的位置。
其中对模板模型位置进行坐标转换的具体方法为：首先将屏幕坐标转换为世界坐标，再将世界坐标转换为经纬度坐标。
S39、对模板模型的位置进行编辑，并将编辑好的模板模型及其参数配置提交给后端服务保存。
其中对模板模型的位置进行编辑的具体方法为：移动或旋转模板模型，获取正在编辑的模板模型及其经纬度位置配置，计算移动后的坐标，再用矩阵实现模板模型的位置变换。
S4、使用JAVA语言编写模板模型配置后端服务，将参数配置好的模板模型文件存储进MongoDB数据库。
S5、根据数据库中存储的模板模型及其配置参数实现整个三维场景的加载渲染。
将数据库中存储的模板模型加载到模板缓冲区，并读取数据库中存储的配置参数，实现整个三维场景的加载渲染。
本发明的有益效果是：
(1)本发明对模板模型进行分解构建，以模板模型为单位，减小了三维建模过程中模型制作大小和导出时间成本。
(2)本发明需要加载到模板缓冲区的模板模型数量较少，降低了网络流量开销。
(3)本发明根据不同配置重用相同的模板模型，极大地提高了三维场景的渲染效率。
附图说明
图1所示为本发明实施例提供的基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法流程图。
图2所示为本发明实施例提供的步骤S3的分步骤流程图。
具体实施方式
现在将参考附图来详细描述本发明的示例性实施方式。应当理解，附图中示出和描述的实施方式仅仅是示例性的，意在阐释本发明的原理和精神，而并非限制本发明的范围。
本发明实施例提供了一种基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法，如图1所示，包括以下步骤S1-S5：
S1、使用3DMAX和SketchUp软件制作三维模板模型，将三维模板模型导出为obj格式的模型文件，并将其转换成DAE格式。
S2、使用collada2gltf工具将DAE格式的模型文件转换成gltf格式，具体方法为：
打开CMD命令行，进入collada2gltf的根目录，执行代码：
collada2gltf.exe-f E:\ltb\Export\building.DAE-e；
其中，-f表示DAE文件的完整路径；-e表示collada2gltf支持的其中一种转换方式，-e转换后只生成一个gltf格式文件。
转换完成后，采用三维引擎Cesium加载gltf格式的模型文件。
S3、使用三维引擎Cesium编写模板模型配置前端程序，对模板模型的经纬度位置、高度和偏转角等参数参数进行配置。
如图2所示，步骤S3具体包括以下分步骤S31-S39：
S31、初始化将鼠标操作类型(type)设置为三维场景可旋转缩放(null)。
本发明实施例中，鼠标操作类型(type)包括三维场景可旋转缩放(null)、模板模型可移动(move)、模板模型可旋转(rotate)三种。
S32、鼠标按下监听，记录当前点击位置坐标。
S33、判断当前是否选中模板模型，若是则将鼠标操作类型设置为move，并设置三维场景不可旋转，进入步骤S34，否则直接进入步骤S34。
S34、模板模型移动监听，判断鼠标操作类型是否为move，若是则获取起始点位置，进行模板模型位置移动编辑，实现模板模型的经纬度位置和高度的配置，进入步骤S35，否则保持模板模型位置不变，进入步骤S35。
S35、鼠标移动监听，当鼠标滑过模板模型，显示其旋转操作按钮，将鼠标操作类型设置为rotate；当鼠标滑出模板模型，隐藏其旋转操作按钮，将鼠标操作类型重置为null。
S36、模板模型旋转监听，按住模板模型对应的旋转按钮并拖动，基于模型中心位置进行旋转，实现模板模型的偏转角配置。
S37、鼠标弹起监听，将鼠标操作类型重置为null。
S38、对模板模型位置进行坐标转换，获取模板模型的位置。
其中对模板模型位置进行坐标转换的具体方法为：首先将屏幕坐标转换为世界坐标，再将世界坐标转换为经纬度坐标。
S39、对模板模型的位置进行编辑，并将编辑好的模板模型及其参数配置提交给后端服务保存。
其中对模板模型的位置进行编辑的具体方法为：移动或旋转模板模型，获取正在编辑的模板模型及其经纬度位置配置，计算移动后的坐标，再用矩阵实现模板模型的位置变换。
本发明实施例中，用矩阵实现模板模型的位置变换的代码为：
Cesium.Transforms.headingPitchRollToFixedFrame(center,config.heading,config.pitch,config.roll)；
其中，center为模板模型中心位置，heading为俯仰角，pitch为偏转角，roll为翻滚角。
S4、使用JAVA语言编写模板模型配置后端服务，将参数配置好的模板模型文件存储进MongoDB数据库。
S5、根据数据库中存储的模板模型及其配置参数实现整个三维场景的加载渲染。
将数据库中存储的模板模型加载到模板缓冲区，并读取数据库中存储的配置参数，实现整个三维场景的加载渲染。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.基于可重用模板模型的三维场景加载渲染效率提高方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作三维模板模型，将三维模板模型导出为obj格式的模型文件，并将其转换成DAE格式；
S2、将DAE格式的模型文件转换成gltf格式，并采用三维引擎Cesium加载gltf格式的模型文件；
S3、使用三维引擎Cesium编写模板模型配置前端程序，对模板模型的参数进行配置；
S4、使用JAVA语言编写模板模型配置后端服务，将参数配置好的模板模型文件存储进数据库；
S5、根据数据库中存储的模板模型及其配置参数实现整个三维场景的加载渲染。
2.根据权利要求1所述的三维场景加载渲染效率提高方法，其特征在于，所述步骤S1中使用3DMAX和SketchUp软件制作三维模板模型。
3.根据权利要求1所述的三维场景加载渲染效率提高方法，其特征在于，所述步骤S2中使用collada2gltf工具将DAE格式的模型文件转换成gltf格式。
4.根据权利要求1所述的三维场景加载渲染效率提高方法，其特征在于，所述步骤S3中模板模型的参数包括经纬度位置、高度和偏转角。
5.根据权利要求4所述的三维场景加载渲染效率提高方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下分步骤：
S31、初始化将鼠标操作类型设置为三维场景可旋转缩放；
S32、鼠标按下监听，记录当前点击位置坐标；
S33、判断当前是否选中模板模型，若是则将鼠标操作类型设置为模板模型可移动，并设置三维场景不可旋转，进入步骤S34，否则直接进入步骤S34；
S34、模板模型移动监听，判断鼠标操作类型是否为模板模型可移动，若是则获取起始点位置，进行模板模型位置移动编辑，实现模板模型的经纬度位置和高度的配置，进入步骤S35，否则保持模板模型位置不变，进入步骤S35；
S35、鼠标移动监听，当鼠标滑过模板模型，显示其旋转操作按钮，将鼠标操作类型设置为模板模型可旋转；当鼠标滑出模板模型，隐藏其旋转操作按钮，将鼠标操作类型重置为三维场景可旋转缩放；
S36、模板模型旋转监听，按住模板模型对应的旋转按钮并拖动，基于模型中心位置进行旋转，实现模板模型的偏转角配置；
S37、鼠标弹起监听，将鼠标操作类型重置为三维场景可旋转缩放；
S38、对模板模型位置进行坐标转换，获取模板模型的位置；
S39、对模板模型的位置进行编辑，并将编辑好的模板模型及其参数配置提交给后端服务保存。
6.根据权利要求5所述的三维场景加载渲染效率提高方法，其特征在于，所述步骤S38中对模板模型位置进行坐标转换的具体方法为：首先将屏幕坐标转换为世界坐标，再将世界坐标转换为经纬度坐标。
7.根据权利要求5所述的三维场景加载渲染效率提高方法，其特征在于，所述步骤S39中对模板模型的位置进行编辑的具体方法为：移动或旋转模板模型，获取正在编辑的模板模型及其经纬度位置配置，计算移动后的坐标，再用矩阵实现模板模型的位置变换。
8.根据权利要求1所述的三维场景加载渲染效率提高方法，其特征在于，所述步骤S4中将参数配置好的模板模型文件存储进MongoDB数据库。
9.根据权利要求1所述的三维场景加载渲染效率提高方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：将数据库中存储的模板模型加载到模板缓冲区，并读取数据库中存储的配置参数，实现整个三维场景的加载渲染。
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