CN109754462B - 在虚拟场景中组合模型的方法、系统、设备和介质 - Google Patents

在虚拟场景中组合模型的方法、系统、设备和介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及二维(2D)/三维(3D)建模技术领域，特别涉及在虚拟场景中组合模型的方法、系统、设备和介质。本发明的方法包括将第一模型放置到第二模型中；确定第一模型的填充空间和去除空间；向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型；去除在第一模型的去除空间内填充的第二模型，其中在向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型时，在第一模型的去除空间内填充了第二模型。本发明简化场景设计者的工作流程，减少重复劳动，并且实现模型的期望的效果。

Description

在虚拟场景中组合模型的方法、系统、设备和介质
技术领域
本发明涉及二维(2D)/三维(3D)建模技术领域，特别涉及在虚拟场景中组合模型的方法、系统、设备和介质。
背景技术
在设计2D/3D虚拟场景的过程中，场景设计者经常需要将一模型组合到另一模型中，例如将子弹组合到墙体中、将工作站组合到水体中、将建筑物组合到自然地形中等。
其中，模型由模型的制作者制作，在制作模型的过程中，模型制作者通常会对模型进行预定义以实现期望的效果，例如将子弹组合到墙体中时，子弹会嵌入墙体且飞溅出墙体碎屑，将工作站组合到水体中时，工作站的水下部分会埋入水体中，将建筑物组合到自然地形中时，建筑物的地下室部分会埋入自然地形中等。
然而，场景设计者在组合模型时，特别是在组合大量不同的模型时，往往不清楚每个模型的预定义，因此需要询问一个甚至多个模型制作者，从而导致工作流程繁琐，如果无法找到模型制作者，场景设计者就只能自行编辑模型，从而导致重复劳动，甚至无法实现模型的期望的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供在虚拟场景中组合模型的方法、系统、设备和介质，简化场景设计者的工作流程，减少重复劳动，并且实现模型的期望的效果。
本发明公开了一种在虚拟场景中组合模型的方法，方法包括：
将第一模型放置到第二模型中；
确定第一模型的填充空间和去除空间；
向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型；
去除在第一模型的去除空间内填充的第二模型，其中在向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型时，在第一模型的去除空间内填充了第二模型。
可选地，接收用户指令，确定第一模型的填充空间。
可选地，第一模型包括基准面，第一模型位于基准面的一侧或两侧；在将第一模型放置到第二模型中之后，基准面上的一个或多个点分别沿着放置方向向第二模型作射线，一条或多条射线与第二模型的表面相交于一个或多个交点；由基准面上的一个或多个点来确定第一面，由一条或多条射线与第二模型的表面相交的一个或多个交点来确定第二面，由第一面、第二面以及一条或多条射线来确定第一模型的填充空间。
可选地，基准面上的一个或多个点包括基准面的轮廓线上的一个或多个点。
可选地，接收用户指令，确定第一模型的去除空间。
可选地，第一模型包括基准面，第一模型位于基准面的一侧或两侧；第一模型上的一个或多个点分别向基准面作垂线段，由一条或多条垂线段以及基准面来确定第一模型的去除空间。
可选地，当第一模型位于基准面的一侧时，第一模型上的一个或多个点包括第一模型上距离基准面最远的一个或多个点；当第一模型位于基准面的两侧时，第一模型上的一个或多个点包括分别位于基准面的两侧的第一模型上距离基准面最远的一个或多个点。
本发明公开了一种在虚拟场景中组合模型的系统，系统包括：
放置模块，用于将第一模型放置到第二模型中；
确定模块，用于确定第一模型的填充空间和去除空间；
填充模块，用于向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型；
去除模块，用于去除在第一模型的去除空间内填充的第二模型，其中在向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型时，在第一模型的去除空间内填充了第二模型。
可选地，接收用户指令，确定第一模型的填充空间。
可选地，第一模型包括基准面，第一模型位于基准面的一侧或两侧；在将第一模型放置到第二模型中之后，基准面上的一个或多个点分别沿着放置方向向第二模型作射线，一条或多条射线与第二模型的表面相交于一个或多个交点；由基准面上的一个或多个点来确定第一面，由一条或多条射线与第二模型的表面相交的一个或多个交点来确定第二面，由第一面、第二面以及一条或多条射线来确定第一模型的填充空间。
可选地，基准面上的一个或多个点包括基准面的轮廓线上的一个或多个点。
可选地，接收用户指令，确定第一模型的去除空间。
可选地，第一模型包括基准面，第一模型位于基准面的一侧或两侧；第一模型上的一个或多个点分别向基准面作垂线段，由一条或多条垂线段以及基准面来确定第一模型的去除空间。
可选地，当第一模型位于基准面的一侧时，第一模型上的一个或多个点包括第一模型上距离基准面最远的一个或多个点；当第一模型位于基准面的两侧时，第一模型上的一个或多个点包括分别位于基准面的两侧的第一模型上距离基准面最远的一个或多个点。
本发明公开了一种在虚拟场景中组合模型的设备，设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，处理器被配置为执行指令以实施在虚拟场景中组合模型的方法。
本发明公开了一种使用计算机程序编码的非易失性计算机存储介质，计算机程序包括指令，指令被一个以上的计算机执行以实施在虚拟场景中组合模型的方法。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：
本发明将第一模型放置到第二模型中，确定第一模型的填充空间和去除空间，向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型，去除在第一模型的去除空间内填充的第二模型，另外可以根据用户指令或自定义确定第一模型的填充空间和去除空间，使得场景设计者在组合模型时，可以自动地实现模型的期望的效果，简化场景设计者的工作流程，减少重复劳动。
附图说明
图1示出在虚拟场景中组合模型的方法的流程示意图；
图2示出在虚拟场景中组合模型的方法的第一示例的截面视图；
图3示出在虚拟场景中组合模型的方法的第二示例的截面视图；
图4示出在虚拟场景中组合模型的方法的第三示例的截面视图；
图5示出在虚拟场景中组合模型的系统的结构示意图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明的第一实施方式涉及一种在虚拟场景中组合模型的方法。图1示出在虚拟场景中组合模型的方法的流程示意图。
如图1所示，方法100包括：
步骤102，将第一模型放置到第二模型中。
其中，第一模型和第二模型可以是3D模型。
其中，场景设计者沿着放置方向将第一模型放置到第二模型中。第一模型可以被部分地放置到第二模型中，也可以被全部地放置到第二模型内，也可以与第二模型不接触。
通过步骤102，可以将第一模型放置到第二模型中的期望的位置。
步骤104，向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型。
其中，也可以在将第一模型放置到第二模型中之后，向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型。
通过步骤104，可以将第二模型填充到第一模型的期望的空间内。可以理解的是，第一模型和第二模型可以不重叠，第一模型可以不包括填充空间。
步骤106，去除在第一模型的去除空间内填充的第二模型，其中在向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型时，在第一模型的去除空间内填充了第二模型。
通过步骤106，可以避免将第二模型填充到第一模型的不期望的空间内。可以理解的是，第一模型可以不包括去除空间。
可选地，接收用户指令，确定第一模型的填充空间。
其中，可以接收模型制作者和/或场景设计者的指令，确定第一模型的填充空间。
其中，可以在将第一模型放置到第二模型中之前，接收用户指令，确定第一模型的填充空间。
可选地，第一模型包括基准面，第一模型位于基准面的一侧或两侧；在将第一模型放置到第二模型中之后，基准面上的一个或多个点分别沿着放置方向向第二模型作射线，一条或多条射线与第二模型的表面相交于一个或多个交点；由基准面上的一个或多个点来确定第一面，由一条或多条射线与第二模型的表面相交的一个或多个交点来确定第二面，由第一面、第二面以及一条或多条射线来确定第一模型的填充空间。
其中，模型制作者基于基准面来制作第一模型，例如由基准面向上和/或向下来制作第一模型。
其中，基准面可以是规则形状，也可以是不规则形状。
可选地，基准面上的一个或多个点包括基准面的轮廓线上的一个或多个点。
其中，轮廓线是指基准面的外边缘界线。
其中，基准面与第二模型的表面可以相交。
其中，可以由基准面的轮廓线上的一个或多个点以及基准面与第二模型的表面相交的一个或多个交点围成第一面，可以由一条或多条射线与第二模型的表面相交的一个或多个交点以及基准面与第二模型的表面相交的一个或多个交点围成第二面，可以由第一面、第二面以及一条或多条射线围成第一模型的填充空间。
其中，基准面与第二模型的表面可以不相交。
其中，可以由基准面的轮廓线上的一个或多个点围成第一面，可以由一条或多条射线与第二模型的表面相交的一个或多个交点围成第二面，可以由第一面、第二面以及一条或多条射线围成第一模型的填充空间。
可选地，接收用户指令，确定第一模型的去除空间。
其中，可以接收模型制作者和/或场景设计者的指令，确定第一模型的去除空间。
其中，可以在将第一模型放置到第二模型中之前，接收用户指令，确定第一模型的去除空间。
可选地，第一模型包括基准面，第一模型位于基准面的一侧或两侧；第一模型上的一个或多个点分别向基准面作垂线段，由一条或多条垂线段以及基准面来确定第一模型的去除空间。
其中，模型制作者基于基准面来制作第一模型，例如由基准面向上和/或向下来制作第一模型。
其中，基准面可以是规则形状，也可以是不规则形状。
可选地，当第一模型位于基准面的一侧时，第一模型上的一个或多个点包括第一模型上距离基准面最远的一个或多个点；当第一模型位于基准面的两侧时，第一模型上的一个或多个点包括分别位于基准面的两侧的第一模型上距离基准面最远的一个或多个点。
其中，可以由一条或多条垂线段作为高，基准面作为底面和顶面，从而确定一个或多个立方体作为第一模型的去除空间，也可以由一条或多条垂线段作为高，基准面作为底面，第一模型上距离基准面最远的一个或多个点围成顶面，从而确定一个或多个梯形体作为第一模型的去除空间等。
其中，可以在将第一模型放置到第二模型中之前，根据上面描述的方法，确定第一模型的去除空间。
可以理解的是，第一模型和第二模型也可以是2D模型，其中第一模型的填充空间和去除空间可以为填充形状和去除形状，基准面可以为基准线，类似于上面描述的方法，可以确定填充形状和去除形状。
图2示出在虚拟场景中组合模型的方法的第一示例的截面视图。
如图2所示，第一模型是子弹，第二模型是墙体。首先，将子弹放置到墙体中。其次，接收模型制作者和/或场景设计者的指令，确定子弹的填充空间为子弹本体两边的六个碎屑，子弹的去除空间为子弹本体。再次，向子弹和墙体的重叠空间内填充墙体，并且向子弹的六个碎屑内填充墙体。最后，去除在子弹的子弹本体内填充的墙体。因此，根据在虚拟场景中组合模型的方法，场景设计者将子弹组合到墙体中时，可以实现子弹嵌入墙体且飞溅出墙体碎屑的期望的效果。可以理解的是，根据实际需要，子弹的填充空间和去除空间可以被改变。
图3示出在虚拟场景中组合模型的方法的第二示例的截面视图。
如图3所示，第一模型是工作站，第二模型是水体。首先，将工作站放置到水体中。其次，接收模型制作者和/或场景设计者的指令，确定工作站不包括填充空间，并且工作站的去除空间为工作站本体。再次，向工作站和水体的重叠空间内填充水体。最后，去除在工作站的工作站本体内填充的水体。因此，根据在虚拟场景中组合模型的方法，场景设计者将工作站组合到水体中时，可以实现工作站的水下部分埋入水体中的期望的效果。可以理解的是，根据实际需要，工作站的去除空间可以被改变，另外工作站也可以包括填充空间。
图4示出在虚拟场景中组合模型的方法的第三示例的截面视图。
如图4所示，第一模型是建筑物，第二模型是自然地形。建筑物包括基准面，例如建筑物的地基面，建筑物位于地基面的两侧，例如地基面将建筑物分为地上部分和地下室部分。
首先，确定建筑物的去除空间。地上部分距离地基面最远的一个或多个点(例如，建筑物的天台)分别向地基面作垂线段，由垂线段作为高，基准面作为底面和顶面，从而确定一个立方体作为第一模型的去除空间，由地基面上方的虚线框表示；地下室部分距离地基面最远的一个或多个点(例如，建筑物的地下二层)分别向地基面作垂线段，由垂线段作为高，基准面作为底面，第一模型上距离基准面最远的一个或多个点围成顶面，从而确定一个梯形体也作为第一模型的去除空间，由地基面下方的虚线框表示。
其次，将建筑物放置到自然地形中。地基面与自然地形的表面相交，一部分地基面陷入自然地形，另一部分地基面悬空，地基面与自然地形的表面相交于一个或多个交点。
再次，确定建筑物的填充空间。地基面的轮廓线上的一个或多个点(例如，悬空的地基面的轮廓线上的一个或多个点)分别沿着放置方向向自然地形作射线，一条或多条射线与自然地形的表面相交于一个或多个交点；由地基面的轮廓线上的一个或多个点以及地基面与自然地形的表面相交的一个或多个交点围成第一面，由一条或多条射线与自然地形的表面相交的一个或多个交点以及地基面与自然地形的表面相交的一个或多个交点围成第二面，由第一面、第二面以及一条或多条射线围成建筑物的填充空间，由地基面下方的实线框表示。
再次，向建筑物和自然地形的重叠空间内填充自然地形，并且向建筑物的填充空间内填充自然地形。
最后，去除在建筑物的去除空间内填充的自然地形。
因此，根据在虚拟场景中组合模型的方法，场景设计者将建筑物组合到自然地形中时，可以实现建筑物的地下室部分埋入自然地形中的期望的效果。
可以理解的是，根据实际需要，建筑物的填充空间和去除空间可以被改变，例如建筑物的去除空间可以由上下两个立方体构成。
可以理解的是，类似于第三示例，也可以确定第一示例和第二示例中的第一模型的填充空间和去除空间，而不再是由模型制作者和/或场景设计者来确定。
本发明的第二实施方式涉及一种在虚拟场景中组合模型的系统。图5示出在虚拟场景中组合模型的系统的结构示意图。
如图5所示，系统200包括：
放置模块202，用于将第一模型放置到第二模型中；
确定模块204，用于确定第一模型的填充空间和去除空间；
填充模块206，用于向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型；
去除模块208，用于去除在第一模型的去除空间内填充的第二模型，其中在向第一模型和第二模型的重叠空间内填充第二模型，并且向第一模型的填充空间内填充第二模型时，在第一模型的去除空间内填充了第二模型。
可选地，接收用户指令，确定第一模型的填充空间。
可选地，第一模型包括基准面，第一模型位于基准面的一侧或两侧；在将第一模型放置到第二模型中之后，基准面上的一个或多个点分别沿着放置方向向第二模型作射线，一条或多条射线与第二模型的表面相交于一个或多个交点；由基准面上的一个或多个点来确定第一面，由一条或多条射线与第二模型的表面相交的一个或多个交点来确定第二面，由第一面、第二面以及一条或多条射线来确定第一模型的填充空间。
可选地，基准面上的一个或多个点包括基准面的轮廓线上的一个或多个点。
可选地，接收用户指令，确定第一模型的去除空间。
可选地，第一模型包括基准面，第一模型位于基准面的一侧或两侧；第一模型上的一个或多个点分别向基准面作垂线段，由一条或多条垂线段以及基准面来确定第一模型的去除空间。
可选地，当第一模型位于基准面的一侧时，第一模型上的一个或多个点包括第一模型上距离基准面最远的一个或多个点；当第一模型位于基准面的两侧时，第一模型上的一个或多个点包括分别位于基准面的两侧的第一模型上距离基准面最远的一个或多个点。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明的第三实施方式涉及一种在虚拟场景中组合模型的设备，设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，处理器被配置为执行指令以实施在虚拟场景中组合模型的方法。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
本发明的第四实施方式涉及一种使用计算机程序编码的非易失性计算机存储介质，计算机程序包括指令，指令被一个以上的计算机执行以实施在虚拟场景中组合模型的方法。
第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。
需要说明的是，本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically ErasableProgrammable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。
需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元/模块都是逻辑单元/模块，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。
需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种在虚拟场景中组合模型的方法，其特征在于，所述方法包括：
将第一模型放置到第二模型中；
确定所述第一模型的填充空间和去除空间；
向所述第一模型和所述第二模型的重叠空间内填充所述第二模型，并且向所述第一模型的所述填充空间内填充所述第二模型；
去除在所述第一模型的所述去除空间内填充的所述第二模型，其中在向所述第一模型和所述第二模型的重叠空间内填充所述第二模型，并且向所述第一模型的所述填充空间内填充所述第二模型时，在所述第一模型的所述去除空间内填充了所述第二模型，
其中，所述第一模型包括基准面，所述第一模型位于所述基准面的一侧或两侧；所述第一模型上的一个或多个点分别向所述基准面作垂线段，由一条或多条所述垂线段以及所述基准面来确定所述第一模型的所述去除空间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收用户指令，确定所述第一模型的所述填充空间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一模型包括基准面，所述第一模型位于所述基准面的一侧或两侧；在将所述第一模型放置到所述第二模型中之后，所述基准面上的一个或多个点分别沿着放置方向向所述第二模型作射线，一条或多条所述射线与所述第二模型的表面相交于一个或多个交点；由所述基准面上的一个或多个点来确定第一面，由一条或多条所述射线与所述第二模型的表面相交的一个或多个交点来确定第二面，由所述第一面、所述第二面以及一条或多条所述射线来确定所述第一模型的所述填充空间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基准面上的一个或多个点包括所述基准面的轮廓线上的一个或多个点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，接收用户指令，确定所述第一模型的所述去除空间。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一模型位于所述基准面的一侧时，所述第一模型上的一个或多个点包括所述第一模型上距离所述基准面最远的一个或多个点；当所述第一模型位于所述基准面的两侧时，所述第一模型上的一个或多个点包括分别位于所述基准面的两侧的所述第一模型上距离所述基准面最远的一个或多个点。
7.一种在虚拟场景中组合模型的系统，其特征在于，所述系统包括：
放置模块，用于将第一模型放置到第二模型中；
确定模块，用于确定所述第一模型的填充空间和去除空间；
填充模块，用于向所述第一模型和所述第二模型的重叠空间内填充所述第二模型，并且向所述第一模型的所述填充空间内填充所述第二模型；
去除模块，用于去除在所述第一模型的所述去除空间内填充的所述第二模型，其中在向所述第一模型和所述第二模型的重叠空间内填充所述第二模型，并且向所述第一模型的所述填充空间内填充所述第二模型时，在所述第一模型的所述去除空间内填充了所述第二模型，
其中，所述第一模型包括基准面，所述第一模型位于所述基准面的一侧或两侧；所述第一模型上的一个或多个点分别向所述基准面作垂线段，由一条或多条所述垂线段以及所述基准面来确定所述第一模型的所述去除空间。
8.一种在虚拟场景中组合模型的设备，其特征在于，所述设备包括存储有计算机可执行指令的存储器和处理器，所述处理器被配置为执行所述指令以实施如权利要求1-6中任一项所述的在虚拟场景中组合模型的方法。
9.一种使用计算机程序编码的非易失性计算机存储介质，其特征在于，所述计算机程序包括指令，所述指令被一个以上的计算机执行以实施如权利要求1-6中任一项所述的在虚拟场景中组合模型的方法。
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