CN108475269A - 用于传输三维模型的系统、方法和计算机程序产品 - Google Patents

用于传输三维模型的系统、方法和计算机程序产品 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种将在移动设备上显示的3D模型传输至目标设备的计算机实现的方法。所述方法包括以下步骤：在移动设备处检测用于激活模型传输应用的触发操作，以传输3D模型；由移动设备扫描在目标设备处显示的矩阵条形码；根据所扫描的矩阵条形码来解码目标标识符；利用目标标识符和3D模型的模型标识符，利用远程服务器来启动远程传输操作；从远程服务器下载与模型标识符相关联的3D模型文件到目标设备。

Description

用于传输三维模型的系统、方法和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及数据传输领域，更具体地，本发明涉及用于使用矩阵条形码将三维模型从移动设备传输到桌面终端的系统、方法和计算机程序产品。
背景技术
在互联网时代，不管是出于个人兴趣或专业范畴，智能手机等移动设备的使用都已成为获取信息并通过社交网络应用与其他用户分享各种体验的常用方式。
互联网上的这些共享应用包括使用三维(3D)图像或模型。与3D模型进行交互式体验要求在计算机上安装专用应用，该应用能够读取、显示3D模型以用于提供实时渲染。台式计算机、个人计算机是特别适合为3D渲染提供高计算性能的计算机终端。
虽然移动设备的技术迅速增长，并且3D模型可能会在移动设备上显示，但是在传输模型时，移动设备仍然受到技术限制。需要一种将3D模型容易地传输到计算机终端的解决方案。本发明为此种需求提供了一种解决方案。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于将3D模型从移动设备传输至计算机终端的方法。
有利地，本发明提供了一种用于在移动设备和计算机终端之间传输3D模型的方法，而不需要在它们之间建立预先的关联。
有利地，该方法允许将3D模型从移动设备无缝传输到计算机终端的网页浏览器。
有利地，该方法适用于从移动设备向计算机终端的网页浏览器传输任何类型的数字资源。
还有利地，该方法可以用于将3D模型或数字资源从移动设备传输到另一个移动设备。
本发明的目的是提供一种用于将3D模型从移动设备传输至计算机终端的网页浏览器的方法，而不需要在计算机终端的网页浏览器和移动设备之间建立预先的关联。
有利地，所提出的方法非常快速，其不涉及常见传输中已知的中间步骤，诸如发送电子邮件、提供登录和密码或者输入复杂的URL。
本发明的优点是使来自移动设备的数据发送最小，移动设备仅向服务器发送简单的、低密度的请求，仅提及目标标识符和模型标识符。
有利地，传输是面向模型的传输，面向模型的传输仅涉及待传输的模型，并不需要提供关于发送者的信息，从而保护了传输源的机密性。
有利地，该请求是公知的HTTPS请求的形式的安全请求。
为了实现前述目的，本发明提供了如在所附独立权利要求1、12和13中进一步描述的系统、方法和计算机程序产品。
具体地，一种向目标设备传输在移动设备上显示的3D模型的计算机实现的方法包括以下步骤：
-在移动设备处检测用于激活模型传输应用的触发操作，以传输3D模型；
-由移动设备扫描在目标设备处显示的矩阵条形码；
-根据所扫描的矩阵条形码来解码目标标识符，其中，所述目标标识符标识用于接收待传输的3D模型的目标设备；
-由移动设备向远程服务器发送传输模型的请求，远程服务器存储模型文件，所述请求至少包括目标标识符和标识待传输的3D模型的模型标识符；
-从远程服务器下载与模型标识符相关联的模型文件到目标设备。
现在将参照附图，通过优选的实施方式和示例来描述本发明的其他方面。
附图说明
通过结合附图阅读以下对本发明的更具体描述，将更好地理解本发明的上述和其他项目、特征和优点，其中：
图1示出了根据本发明实施方案的将3D模型从移动设备传输至网络浏览器计算机终端；
图2示出了操作本发明的一般环境；
图3是根据本发明实施方案的用于传输3D模型的过程的流程图；
图4是根据本发明另一实施方案的用于传输3D模型的过程的流程图；
图5是根据本发明实施方案的用于生成矩阵条形码的过程的流程图；
图6是根据本发明另一实施方案的用于生成矩阵条形码的过程的流程图。
具体实施方式
应该理解，在所有附图中相同的元件由相同的数字标引。
本发明的实施方案通常致力于用于将3D模型从移动设备传输至计算机终端的网页浏览器的系统、方法和计算机程序产品。
为了本申请的目的，下列术语应具有下述的各个含义。
“计算机终端”是指诸如图1中描绘的设备(104)的设备，其包括处理组件和有形的计算机可读存储器。计算机终端的示例包括：个人计算机(PC)、游戏系统、电视机、用作固定台式计算机的移动计算机。在以下描述中，计算机终端被命名为“目标设备”或“台式计算机”或“桌面终端”。
“移动设备”是指诸如图1中描绘的设备(102)的设备，其通常是便携式的大小和性质。移动设备的示例包括：寻呼机、移动电话、功能型手机、智能手机、个人数字助理(PDA)、摄像机、平板计算机、手机平板混合设备、膝上型计算机、笔记本、超极本(ultrabooks)、全球定位卫星(GPS)导航设备、媒体播放器、手表等。在优选的实施方案中，移动设备配备有嵌入式摄像头。
“数据矩阵码”是诸如图1中描述的模式(105)的模式，其可以包括但不限于二维(2D)条形码或快速响应码等。数据矩阵码可以是任何几何形状或大小。在以下描述中，“数据矩阵码”通常被称为“矩阵条形码”。
图1通过示意图1(a)至1(d)示出了根据本发明实施方案的将3D模型(103)从移动设备(102)传输至目标设备(104)。如示意图1(a)所示，移动设备由用户(101)操作，用户(101)可以以各种模式输入不同的指令，例如键入的指令或语音指令。如星形-立方体所例示，模型(103)存储在移动设备上。移动设备可以访问互联网，并且可以安装允许显示3D模型的移动应用。该模型可以预先从远程存储位置或云中的文件存储器下载。在目标设备侧(104)，计算机必须具有互联网连接性，并且至少安装有网页浏览器以浏览网页并显示模型传输服务的网站(106)。模型传输服务(在本文中也称为“CAST”服务)生成在目标设备屏幕上显示的矩阵条形码(105)。
如示意图1(b)所示，用户可以在移动设备上选择CAST服务，例如通过点击图标或者例如在菜单中选择服务，从而允许开始3D模型传输。对CAST服务的选择允许移动设备激活条形码阅读器，例如摄像机。然后，如示意图1(c)所示，用户可以操纵移动设备(具体地，与移动设备相关联的摄像机)来拍摄照片或扫描在目标设备显示的屏幕上的矩阵条形码(105)。如参照图3和图4进一步详细描述的，读取矩阵条形码允许移动设备(102)的3D模型被传输到目标设备(104)。然后，如示意图1(d)所示，目标设备的屏幕显示该3D模型。使用安装的网络播放器应用，目标设备的用户可以具有接收到的3D模型的交互式体验。用户的交互式体验也可以通过使用连接到目标设备的虚拟现实头戴式耳机(headset)来进一步增强。
参照图2，描述了操作本发明的一般环境的示例。目标设备(104)包括至少一个处理器和连接至处理器的存储器。存储器可以表示随机存取存储器(RAM)以及存储器的任何补充级别，例如高速缓冲存储器、非易失性或备份存储器(例如，可编程存储器或闪存)、只读存储器等。此外，可以认为存储器包括物理上的存储装置(例如，微处理器中的任何高速缓冲存储器)，以及用作虚拟存储器的任何存储容量(例如，存储在大容量存储装置上或连接至目标设备的另一计算机上的存储容量)。为了与用户交互，目标设备可以包括结合有一个或更多个用户输入/输出设备(例如，键盘、定位装置、显示器，打印机等)的用户界面。目标设备可以与一个或更多个大容量存储装置进行通信，所述大容量存储装置可以是例如内部硬盘存储装置、外部硬盘存储装置、外部数据库、存储区域网络设备等。目标设备可以具有连接到通信网络(210)的能力，通信网络(210)使得能够与远程服务器和/或所谓的云社区的计算机进行通信、传输和交换数据。目标设备还可以包括具有视频随机存取存储器(VRAM)的图形卡，以用于计算3D模型的最终渲染并将其显示在计算机显示器上。目标设备通常在操作系统的控制下操作，并且执行或者依赖于各种计算机软件应用、组件、程序、对象、模块、引擎、数据结构等。具体地，组件和应用可以包括3D模型组件，3D模型组件可以包含从本地本机应用创建的3D模型或通过本发明的3D模型传输过程接收的3D模型。目标设备具有安装的网络浏览器，以访问模型传输网络应用或服务的网页(106)。模型传输网络应用允许生成目标标识符(目标ID)，目标标识符(目标ID)允许目标设备生成矩阵条形码(105)。矩阵条形码显示在目标设备屏幕上，以便由移动设备(102)进一步读取。
矩阵条形码通常用于从反射条形码的移动设备的条形码显示器(在纸上，在计算机屏幕上)检索数据。相反，利用本发明的CAST服务，矩阵条形码用于将来自读取条形码的移动设备的数据发送到显示条形码的条形码平台(即目标设备)。
矩阵条形码被构建为数字计算机字符串的图形表示，其包括用于启用本发明的CAST传输的信息。字符串是一个URL，其中包含模型传输服务的完整互联网域名以及编码为URL参数的目标ID。目标ID由服务动态生成，临时唯一地标识服务的服务器数据库中的目标设备，并用作注册密钥。在优选的实施方案中，在矩阵条形码的目标ID中编码的信息被限制为允许移动设备快速对其进行解码。
根据本发明可以使用的通信网络的类型不以任何方式进行限制，并且可以包括专用和/或公共网络，例如，内联网或互联网、广域网(WAN)、局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、存储区域网(SAN)和/或诸如此类)。通信网络可以连接到服务器，所述服务器通常称为服务器(200)，服务器(200)执行服务器计算机程序以实现用于操作模型传输的网络通信服务器功能。服务器可以包括用于操作各种功能的组件，诸如前端网站(201)、后端网络服务(202)、推送通知(203)、文件存储器(204)，所述组件操作如参考图4所进一步详细说明。
本发明的主要特征之一是操作移动设备和目标设备之间的传输，但是移动设备和目标设备不直接通信。这是特别有利的，因为这意味着既不需要特定的WiFi设置，也不需要蓝牙设置来操作模型传输。
在具体实施方式中，可以经由安全的远程服务器来操作从移动设备到目标设备的传输。
虽然图2的示例示出了显示矩阵条形码的一个目标设备，但是操作本发明的环境可以具有多个目标设备，每个目标设备显示各自的矩阵条形码，每个矩阵条形码具有分配的唯一目标ID。或者，一个目标设备可以具有两个或更多个打开的网页浏览器页面或正在使用的几个不同的网页浏览器。在这些情况下，每个网页浏览器的每个浏览器页面的每个矩阵条形码都附加一个目标ID。
尽管在图2中未示出，但是本发明方法的具体应用是会议环境，其中，多个用户(101)每个都具有存储一个或多个3D模型(103)的移动设备(102)。每个用户都可以具有扫描在用户之间共享的目标设备的屏幕上显示的矩阵条形码的能力。目标设备(104)可以连接到会议室中的视频投影仪以显示矩阵条形码(105)，从而使得可以从房间中的任何移动设备读取、扫描矩阵条形码(105)。演讲者可以要求观众的成员(101)传输他/她的移动设备(102)的模型(103)。用户通过从屏幕读取矩阵条形码来启动模型传输服务，以允许将模型传输到目标设备。随后，观众的成员可以观看在屏幕上显示的3D模型，而演讲者可以利用安装在目标设备上的网络播放器应用交互式地控制该3D模型。
本发明的主要优点在于，用户不需要对目标设备具有任何管理员权限，该目标设备主要简单地配置为具有互联网接入能力的网络浏览器。
图3是根据本发明实施方案的用于将3D模型(103)从移动设备(102)传输至目标设备(104)的方法(300)的流程图。数据流(300)可以与例如图2中描述的系统相关联。该方法开始于用户(101)希望将3D模型(103)从他/她的移动设备(102)传输到显示矩阵条形码(105)的目标设备(104)的时候。矩阵条形码可以如图5的过程(500)所示预先生成，其中，目标设备(104)生成请求(502)并向服务器(200)发送请求(502)以获得对模型传输服务的网站的访问。有利地，该请求是公知的HTTPS请求形式的安全请求，并且该服务器具有处理这种请求以提供对该网站的访问的能力。服务器进一步向目标设备发回(504)目标标识符(ID)。目标设备可以包括编码模块以将目标设备的标识符编码在矩阵条形码(105)中。在获得对应用的访问时，目标设备在其网络浏览器中将其目标标识符动态地编码在矩阵条形码中。然后，矩阵条形码在安装于目标设备的网络浏览器中显示(506)。
返回图3，用户通过在步骤(302)选择适当的指令(例如，点击手机屏幕上可用的图标)来启动模型传输。在下一步骤(304)，扫描移动设备的视野中的矩阵条形码(105)。移动设备可以具有安装在其上的应用程序，以解码矩阵条形码的内容并在步骤(306)提取目标标识符。
在步骤(308)，在移动设备处构建启动模型传输的HTTPS请求并将其发送到服务器。该请求包含两个参数，第一个参数是从矩阵条形码中提取的目标ID，第二个参数是当前在移动设备上打开并显示的模型的模型标识符“模型ID”。
在模型传输应用尚未安装在移动设备上的变体中，矩阵条形码被解译为模型传输服务的网页的URL，并且在继续进行步骤(308)解释的CAST服务之前，向用户提出在移动设备上安装应用。
在接收到CAST HTTPS请求时，服务器在步骤(310)向目标设备(该目标设备由其目标标识符已知)递送推送通知，从而提供模型标识符。
目标设备在步骤(312)发回确认。接收确认，服务器可以在步骤(314)向移动设备发送消息，以告知模型标识符由目标设备正确接收。
在下一步骤(316)，目标设备向服务器发送HTTPS请求以获取与模型标识符相关联的模型文件。尽管请求优选地为HTTPS请求，但是也可以是安全性较低的HTTP请求。
然后，服务器在步骤(318)向目标设备发送模型文件。模型文件包含本领域技术人员公知的用于构建3D模型的数据，所述数据至少具有用于几何模型(顶点、三角形等)的数据、表示纹理的数据以及可选的元数据(例如，模型标题，模型作者)。
在随后的步骤(320)，模型文件被用作3D渲染网络引擎的输入，3D渲染网络引擎在目标设备的网络浏览器上显示3D模型。
转到图4，描述了根据本发明另一实施方案的用于传输3D模型(103)的过程的流程图。该方法开始于用户(101)希望将3D模型(103)从他/她的移动设备(102)传输到显示矩阵条形码(105)的目标设备(104)的时候。如图6的过程(600)所示，矩阵条形码可以预先被生成，其中，网络服务器可以包括云服务器的各种组件(201至204)。如所示，目标设备(104)生成请求(602)并向前端组件(201)发送请求(602)，以获得对模型传输服务的网站的访问。有利地，请求是由前端组件处理的HTTPS请求，以提供对模型传输服务的网站的访问(步骤604)。目标设备接下来向云服务器的推送通知组件(203)发送请求(步骤606)，以将其自身注册为目标设备。推送通知组件向目标设备递送(步骤608)包括目标标识符(ID)的推送通知。如前所述，目标设备在其网络浏览器中将其目标标识符动态地编码在矩阵条形码(105)中。然后，矩阵条形码在安装于目标设备(104)的网络浏览器中显示(610)。
返回图4，在步骤(402)，用户通过在手机屏幕上选择适当的指令来启动模型传输。在下一步骤(404)，扫描移动设备的视野中的矩阵条形码(105)，并且提取目标标识符(步骤406)。
在下一步骤(408)，在移动设备处构建启动模型传输的HTTPS请求并将其发送到网络服务器的后端组件(202)。如前所述，该请求包含从矩阵条形码中提取的目标ID以及当前在移动设备上打开并显示的模型的模型ID。
后端组件将从移动设备接收到的HTTPS请求绑定到(步骤409)推送通知组件(203)。推送通知组件是网络服务器组件，其可以在推送通知数据可用时，立即将该数据传输到目标设备的网络浏览器。推送通知的操作模式不同于传统的“HTTP 1.x”请求/响应对话，在传统的“HTTP 1.x”请求/响应对话中服务器仅响应于明确的浏览器请求或客户端请求来递送数据。本发明的一个优点是使用推送通知来通知目标设备。推送通知组件的实现细节可以包括但不限于使用WebSocket连接、由客户端技术进行的主动重复轮询或“长轮询”、或“HTTP 2.x”服务器推送技术、或移动网络载波通信信道。
在下一步骤(410)，服务器向目标设备递送提供模型标识符的推送通知。
目标设备向推送通知组件发回确认(步骤412)，该推送通知组件将确认绑定(步骤413)到后端组件。在下一步骤(414)，后端组件向移动设备发送消息以告知目标设备正确接收模型标识符。
在下一步骤(416)，目标设备向网络服务器的文件存储组件(204)发送请求，以获取与模型标识符相关联的模型文件。该请求优选地为HTTPS类型的安全请求。
然后，服务器在下一步骤(418)向目标设备发送模型文件。在随后的步骤(420)，模型文件被用作3D渲染网络引擎的输入，3D渲染网络引擎在目标设备(104)的网络浏览器上显示3D模型(103)。
图6是根据本发明另一实施方案的用于生成矩阵条形码的过程的流程图。
本领域的技术人员将会理解，实施方案是出于说明和描述的目的而呈现的，并非旨在穷举或者以所公开的形式限制本发明。对于本领域的普通技术人员来说，许多修改和变化将是显而易见的。选择和描述实施方案是为了更好地解释本发明的原理、实际的应用，并且使本领域的其他普通技术人员能够理解本发明的适合于预期的特定用途的具有各种修改的各种实施方案。回顾一下，本发明提供了一种简单的解决方案：通过必须向服务器发送包括少量数据(包括目标ID和模型ID)的简短请求来启动传输，从而容易地将3D模型从移动设备传输到目标计算机。
应该理解的是，虽然已经参考优选实施方案而具体示出和描述了本发明，但是在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。本发明可以有利地代替使用USB密钥而应用作为内联网企业内的传输服务，从而允许将3D模型从移动设备透射到计算机终端。
本发明的一些优点是：
-要传输模型的源设备(通常是配备有摄像机的移动终端)与要接收模型的目标设备完全去连接。每一方都忽略另一方的IP地址，或者忽略登录另一设备的用户的身份。
-不存在从源设备发送到目标设备的直接请求，从而消除了一个设备的故障涉及另一设备故障的风险。
-由于矩阵中包含的信息量非常有限，因此由于条形码扫描阶段的响应性而使得用户体验提高。当矩阵条形码中包含少量信息时，“像素”(即，基本的黑色或白色方块)的数量较少，而(对于任何固定的矩阵总表面)每个像素都较大。然后，会提示源设备从摄像机读取矩阵条形码并提取信息。
-只有在给定时间在远程服务器上注册的数量的目标设备需要独特的标识符。因为为每个目标设备生成的目标标识符在当前使用后被再次使用，所以它以短字符串表示。因此，目标标识符中的字符的数量与相对少量的并行目标设备的对数成比例，因为当字符串的长度增长时，字符的可能组合的数量呈指数增长。
-因为没有来自源设备的任何大文件的上传，传输使用情况的总时间减少，所以用户体验得到改善。由于所有3D模型都是远程服务器已知的，所以包含在源设备中的3D模型在传输时不需要启动上传传输。因此，与现有技术相反，可以直接启动从远程服务器到目标设备的大文件传输。如果源设备是移动设备，这一点尤其重要，其中移动设备通过电话运营商(而不是无线网络)具有有限的互联网连接。
本发明可以采取可从计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，该计算机可用或计算机可读介质提供由计算机或任何指令执行系统使用或与其结合使用的程序代码。为了本说明书的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是能够包含、存储、通信、传播或传输由指令执行系统、装置或设备使用，或与其结合使用的程序的任何有形装置。介质可以是电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或装置或设备)或传播介质。计算机可读介质的示例包括：半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机软磁盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、刚性磁盘和光盘。光盘的当前示例包括：光盘-只读存储器(CD-ROM)、光盘-读/写(CD-R/W)和DVD。

Claims (13)

1.一种向目标设备传输在移动设备上显示的3D模型的计算机实现的方法，所述方法包括以下步骤：
-在移动设备处检测用于激活模型传输应用的触发操作，以传输3D模型；
-由移动设备扫描在目标设备处显示的矩阵条形码；
-根据所扫描的矩阵条形码来解码目标标识符，其中，所述目标标识符标识用于接收待传输的3D模型的目标设备；
-由移动设备向远程服务器发送传输模型的请求，远程服务器存储模型文件，所述请求至少包括目标标识符和标识待传输的3D模型的模型标识符；
-从远程服务器下载与模型标识符相关联的模型文件到目标设备。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，从远程服务器下载模型文件包括：
-由远程服务器向目标设备发送包括模型标识符的推送通知；
-从目标设备接收用于发送与模型标识符相关联的模型文件的请求。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从目标设备接收到的请求是HTTPS请求。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述目标标识符是在目标设备处的矩阵条形码上编码的唯一目标标识符。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述矩阵条形码是快速响应(QR)码。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其在扫描步骤之前进一步包括：
-由目标设备向远程服务器发送访问模型传输网络应用的请求；
-在接收到应用访问时，在所述目标设备的浏览器中显示矩阵条形码，所述矩阵条形码具有在其中编码的目标标识符。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，显示矩阵条形码包括：
-向远程服务器发送注册为目标设备的请求；
-接收目标标识符；
-在矩阵条形码中编码目标标识符。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，访问模型传输网络应用的请求是HTTPS请求。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的方法，其在下载步骤之后，进一步包括计算所述3D模型的渲染的步骤。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的方法，其中，所述方法应用于将数字资源从移动设备传输到目标设备。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的方法，其中，所述目标设备连接至视频投影仪，从而向多个移动设备显示所述矩阵条形码。
12.一种计算机程序，其包括当所述计算机程序在适合的计算机装置上执行时，用于执行根据权利要求1至11中的任一项所述的方法的步骤的指令。
13.一种系统，其包括适用于执行根据权利要求1至11中的任一项所述的方法的步骤的装置。
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