CN108416843A - 三维场景构建方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种三维场景构建方法、装置、设备及计算机可读存储介质。其中，方法获取待构建三维场景中包含的各对象及每个对象对应的场景数据，场景数据包括模型数据信息和在三维场景中的地理位置信息；各对象具有唯一的标识信息；每个对象的模型数据信息和地理位置信息彼此独立，每个对象对应唯一的模型数据信息；根据各对象对应的地理信息进行场景树构建；在场景树中建立各对象与模型数据的对应关系，以完成三维场景的构建。本申请实现了利用场景组织结构提高模型数据的利用率，大大的降低了三维场景整体占用的数据量，有利于减少后期三维场景加载时内存的消耗，及在场景渲染时能显存的消耗，还可降低与GPU的交互。
Description
技术领域
本发明实施例涉及三维可视化技术领域，特别是涉及一种三维场景构建方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
在互联网技术快速发展的催动作用下，三维可视化技术也不断发展，对整体呈现的数据也从原来的单模型慢慢发展为复杂的场景，从一个楼盘的小场景到城市级的大场景，再到全球级的超大型场景。场景越来越大，越来越复杂，场景的数据量也在不断的突破，从兆、百兆、千兆、百万兆。而如此庞大的数据量在场景可视化时带来了很大的压力，内存压力，显存压力等等。
现有技术中，在构建三维场景时，依次逐个对场景中每个对象进行构建，包括对象的模型数据和位置，或者人工在进行三维场景构建时依次构件不同位置的数据模型，不同位置的模型数据都是一份拷贝，每一个位置的数据为独立的，没有任何关系，导致所占资源随着构建场景的复杂程度和规模的增加而大幅增加。
而从场景数据分析，不管是小场景还是大场景，都存在大片的雷同数据，如小区房屋，一般一个老小区，因为历史条件，小区的建筑都是完全相同的设计，一样的形状、一样的外立面，只是坐落的位置不同。
鉴于此，如何提升三维场景构建过程中模型数据的利用率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种三维场景构建方法、装置、设备及计算机可读存储介质，提升三维场景构建过程中模型数据的利用率。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
本发明实施例一方面提供了一种三维场景构建方法，包括：
获取待构建三维场景中包含的各对象及每个对象对应的场景数据，所述场景数据包括模型数据信息和在所述三维场景中的地理位置信息；各对象具有唯一的标识信息；
根据各对象对应的地理信息进行场景树构建；
在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系，以完成所述三维场景的构建；
其中，每个对象的模型数据信息和地理位置信息彼此独立，每个对象对应唯一的模型数据。
可选的，所述根据各对象对应的地理信息进行场景树构建包括：
根据各对象对应的地理信息，利用二叉树、或四叉树、或KD树、或R树进行场景树构建。
可选的，所述在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系包括：
使用图形结构在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系。
可选的，所述在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系包括：
预先建立模型数据库，所述模型数据库中包含多个不同的模型数据；
从所述模型数据库中获取各对象对应的模型数据；
在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系。
本发明实施例另一方面提供了一种三维场景构建装置，包括：
获取信息模块，用于获取待构建三维场景中包含的各对象及每个对象对应的场景数据，所述场景数据包括模型数据信息和在所述三维场景中的地理位置信息；各对象具有唯一的标识信息，每个对象的模型数据信息和地理位置信息彼此独立，每个对象对应唯一的模型数据；
场景树构建模块，用于根据各对象对应的地理信息进行场景树构建；
三维场景构建模块，用于在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系，以完成所述三维场景的构建。
可选的，所述场景树构建模块为根据各对象对应的地理信息，利用二叉树、或四叉树、或KD树、或R树进行场景树构建的模块。
可选的，所述三维场景构建模块为使用图形结构在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系的模块。
可选的，所述三维场景构建模块包括：
数据库建立模块，用于预先建立模型数据库，所述模型数据库中包含多个不同的模型数据；
获取单元，用于从所述模型数据库中获取各对象对应的模型数据；
建立单元，用于在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系。
本发明实施例还提供了一种三维场景构建设备，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如前任一项所述三维场景构建方法的步骤。
本发明实施例最后还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前任一项所述三维场景构建方法的步骤。
本发明实施例提供了一种三维场景构建方法，获取待构建三维场景中包含的各对象及每个对象对应的场景数据，场景数据包括模型数据信息和在三维场景中的地理位置信息；各对象具有唯一的标识信息；每个对象的模型数据信息和地理位置信息彼此独立，每个对象对应唯一的模型数据信息；根据各对象对应的地理信息进行场景树构建；在场景树中建立各对象与模型数据的对应关系，以完成三维场景的构建。
本申请提供的技术方案的优点在于，在三维场景中可复用的数据为雷同的模型数据，将三维场景中的每个对象的模型数据和地理位置信息分开，在三维场景中可重复利用同一模型数据，实现了利用场景组织结构提高模型数据的利用率，在一个场景中使用相同模型数据时只有一份模型数据的资源消耗，大大的降低了三维场景整体占用的数据量，有利于减少后期三维场景加载时内存的消耗，及在场景渲染时能显存的消耗，还可降低与GPU的交互。
此外，本发明实施例还针对三维场景构建方法提供了相应的实现装置、设备及计算机可读存储介质，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置具有相应的优点。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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为本发明实施例提供的一种三维场景构建方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种示意性例子的三维场景示意图；
图3为本发明实施例提供的一种示意性例子的三维场景的场景树构建示意图；
图4为本发明实施例提供的一种示意性例子的三维场景构建的示意图；
图5为本发明实施例提供的三维场景构建装置的一种具体实施方式结构图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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做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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。
在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。
首先参见图1，图1为本发明实施例提供的一种三维场景构建方法的流程示意图，本发明实施例可包括以下内容：
S101：获取待构建三维场景中包含的各对象及每个对象对应的场景数据。
三维场景中包括多个对象，每个对象具有在构建三维场景中所需要的所有场景数据，场景数据包括模型数据信息和在三维场景中的地理位置信息。
每个对象的模型数据信息和地理位置信息彼此独立，每个对象对应唯一的模型数据。一个模型数据可能对应多个对象，但一个对象只有一个模型数据。相同的模型数据的标识信息也相同，这样，便可为相同数据模型的不同对象在进行模型数据和对象的关系建立时，确定对应的模型数据。
每个对象的地理位置在三维场景中完全不同，而每个对象的模型数据可能相同，可能不同。三维场景中每个对象都具有唯一的标识信息，例如每个对象具备唯一的名字，举例来说，在一个三维场景中包括建筑、多颗树木、亭子，则建筑、亭子、每一棵数目皆为一个对象。亭子、建筑对应的模型数据均不同，而多颗数据对应的模型数据相同，也即是说多棵树木的地理位置不同，模型数据均相同，只需要利用一个模型数据即可。
三维场景中可复用的数据基本为雷同的模型数据(例如上述例子中的树木的模型数据)，这些模型数据外观一般不具备特殊性，为最普通的模型数据，而往往因为它们被使用的位置不同，所以在场景中它们都是一个个独立的模型数据，通过对模型制作工艺的约束，可以把这些模型数据都分为两部分，一部分为完全相同的模型数据，一部分为模型被使用的位置，即模型数据对应的对象在三维场景中的地理位置，将每个对象的模型数据和地理位置信息分开，即二者之间彼此独立，可将一份模型数据在整个三维场景中复用。
在获取构建三维场景的任务时，可先定义三维场景中每个位置的物体为一个对象，数据制作人员可根据对象的划分，按照模型数据与对象在场景中位置分开的方式为每一个对象准备构造场景所需的所有数据。其中每一个模型数据都具备一个唯一的名字。
S102：根据各对象对应的地理信息进行场景树构建。
因为三维场景的空间特性，可使用树形结构来组织场景，可以做到更快速的场景访问。
具体的，根据各对象对应的地理信息，可利用二叉树、或四叉树、或KD树、或R树进行场景树构建。本申请对具体的构树方法不做限定。
S103：在场景树中建立各对象与模型数据的对应关系，以完成三维场景的构建。
在为三维场景构建完成场景树之后，在场景树中建立对象和模型数据的关系，当多个对象对应同一个模型数据时，同一模型数据可重复利用对多个对象进行构建。
利用图形结构前驱个数没有限制的特点，在树形结构的基础上，可在数据复用的枝干部分融入图形结构，即使用图形结构在场景树中建立各对象与模型数据的对应关系。
在一种具体的实施方式中，可预先建立模型数据库，模型数据库中包含多个不同的模型数据，在进行三维场景构建时，可直接调用模型数据库中的模型数据，具体可为：
从模型数据库中获取各对象对应的模型数据；
在场景树中建立各对象与模型数据的对应关系。
在本发明实施例提供的技术方案中，在三维场景中可复用的数据为雷同的模型数据，将三维场景中的每个对象的模型数据和地理位置信息分开，在三维场景中可重复利用同一模型数据，实现了利用场景组织结构提高模型数据的利用率，在一个场景中使用相同模型数据时只有一份模型数据的资源消耗，大大的降低了三维场景整体占用的数据量，有利于减少后期三维场景加载时内存的消耗，及在场景渲染时能显存的消耗，还可降低与GPU的交互。
为了使本领域技术人员更加清楚明白本申请提供的技术方案的原理，本申请还提供了一个具体的实例，请参阅图2-图4所示，具体可包括：
一个三维场景中包括一幢房子，一辆车，四棵桂花树，即该三维场景中包括6个对象，分别为建筑1，汽车1，桂花树1，桂花树2，桂花树3，桂花树4。建筑1对应的场景数据中包括地理位置信息(-10.0，0.0，8.0)和模型数据“建筑模型”，汽车1对应的场景数据中包括地理位置信息(3.0，0.0，-5.0)及模型数据“汽车模型”，桂花树1对应的场景数据中包括地理位置信息(-5.0，0.0，-5.0)及模型数据“桂花树模型”，桂花树2对应的场景数据中包括地理位置信息(-7.0，0.0，5.0)及模型数据“桂花树模型”，桂花树3对应的场景数据中包括地理位置信息(-5.0，0.0，5.0)及模型数据“桂花树模型”，桂花树4对应的场景数据中包括地理位置信息(2.0，0.0，5.0)及模型数据“桂花树模型”。
在对该三维场景进行构建时，可按照各个对象的地理位置信息(即空间位置)构造四叉树，然后建立对象和模型数据的关系。
由上可知，本发明实施例实现了利用场景组织结构提高模型数据的利用率，大大的降低了三维场景整体占用的数据量，有利于减少后期三维场景加载时内存的消耗，及在场景渲染时能显存的消耗，还可降低与GPU的交互。
本发明实施例还针对三维场景构建方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性。下面对本发明实施例提供的三维场景构建装置进行介绍，下文描述的三维场景构建装置与上文描述的三维场景构建方法可相互对应参照。
参见图5，图5为本发明实施例提供的三维场景构建装置在一种具体实施方式下的结构图，该装置可包括：
获取信息模块501，用于获取待构建三维场景中包含的各对象及每个对象对应的场景数据，场景数据包括模型数据信息和在三维场景中的地理位置信息；各对象具有唯一的标识信息，每个对象的模型数据信息和地理位置信息彼此独立，每个对象对应唯一的模型数据。
场景树构建模块502，用于根据各对象对应的地理信息进行场景树构建。
三维场景构建模块503，用于在场景树中建立各对象与模型数据的对应关系，以完成三维场景的构建。
可选的，在本实施例的一些实施方式中，所述场景树构建模块502可为根据各对象对应的地理信息，利用二叉树、或四叉树、或KD树、或R树进行场景树构建的模块。
在一种具体的实施方式中，所述三维场景构建模块503可为使用图形结构在场景树中建立各对象与模型数据的对应关系的模块。
可选的，在另外一种实施方式中，所述三维场景构建模块503还可包括：
数据库建立模块，用于预先建立模型数据库，模型数据库中包含多个不同的模型数据；
获取单元，用于从模型数据库中获取各对象对应的模型数据；
建立单元，用于在场景树中建立各对象与模型数据的对应关系。
本发明实施例所述三维场景构建装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例在三维场景中可复用的数据为雷同的模型数据，将三维场景中的每个对象的模型数据和地理位置信息分开，在三维场景中可重复利用同一模型数据，实现了利用场景组织结构提高模型数据的利用率，在一个场景中使用相同模型数据时只有一份模型数据的资源消耗，大大的降低了三维场景整体占用的数据量，有利于减少后期三维场景加载时内存的消耗，及在场景渲染时能显存的消耗，还可降低与GPU的交互。
本发明实施例还提供了一种三维场景构建设备，具体可包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序以实现如上任意一实施例所述三维场景构建方法的步骤。
本发明实施例所述三维场景构建设备的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中三维场景构建方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例实现了利用场景组织结构提高模型数据的利用率，大大的降低了三维场景整体占用的数据量，有利于减少后期三维场景加载时内存的消耗，及在场景渲染时能显存的消耗，还可降低与GPU的交互。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有三维场景构建程序，所述三维场景构建程序被处理器执行时如上任意一实施例所述三维场景构建方法的步骤。
本发明实施例所述计算机可读存储介质的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中三维场景构建方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。
由上可知，本发明实施例实现了利用场景组织结构提高模型数据的利用率，大大的降低了三维场景整体占用的数据量，有利于减少后期三维场景加载时内存的消耗，及在场景渲染时能显存的消耗，还可降低与GPU的交互。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的一种三维场景构建方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种三维场景构建方法，其特征在于，包括：
获取待构建三维场景中包含的各对象及每个对象对应的场景数据，所述场景数据包括模型数据信息和在所述三维场景中的地理位置信息；各对象具有唯一的标识信息；
根据各对象对应的地理信息进行场景树构建；
在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系，以完成所述三维场景的构建；
其中，每个对象的模型数据信息和地理位置信息彼此独立，每个对象对应唯一的模型数据。
2.根据权利要求1所述的三维场景构建方法，其特征在于，所述根据各对象对应的地理信息进行场景树构建包括：
根据各对象对应的地理信息，利用二叉树、或四叉树、或KD树、或R树进行场景树构建。
3.根据权利要求2所述的三维场景构建方法，其特征在于，所述在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系包括：
使用图形结构在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的三维场景构建方法，其特征在于，所述在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系包括：
预先建立模型数据库，所述模型数据库中包含多个不同的模型数据；
从所述模型数据库中获取各对象对应的模型数据；
在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系。
5.一种三维场景构建装置，其特征在于，包括：
获取信息模块，用于获取待构建三维场景中包含的各对象及每个对象对应的场景数据，所述场景数据包括模型数据信息和在所述三维场景中的地理位置信息；各对象具有唯一的标识信息，每个对象的模型数据信息和地理位置信息彼此独立，每个对象对应唯一的模型数据；
场景树构建模块，用于根据各对象对应的地理信息进行场景树构建；
三维场景构建模块，用于在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系，以完成所述三维场景的构建。
6.根据权利要求5所述的三维场景构建装置，其特征在于，所述场景树构建模块为根据各对象对应的地理信息，利用二叉树、或四叉树、或KD树、或R树进行场景树构建的模块。
7.根据权利要求6所述的三维场景构建装置，其特征在于，所述三维场景构建模块为使用图形结构在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系的模块。
8.根据权利要求7所述的三维场景构建装置，其特征在于，所述三维场景构建模块包括：
数据库建立模块，用于预先建立模型数据库，所述模型数据库中包含多个不同的模型数据；
获取单元，用于从所述模型数据库中获取各对象对应的模型数据；
建立单元，用于在所述场景树中建立各对象与模型数据的对应关系。
9.一种三维场景构建方法设备，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述三维场景构建方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述三维场景构建方法的步骤。
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