CN110660121A - 三维字体渲染方法、介质、设备及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维字体渲染方法、介质、设备及装置，其中方法包括：计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量；建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系；根据映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点；判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值；根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量；根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染；能够在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

Description

三维字体渲染方法、介质、设备及装置

技术领域

本发明涉及三维字体处理技术领域，特别涉及一种三维字体渲染方法、一种计算机可读存储介质、一种计算机设备以及一种三维字体渲染装置。

背景技术

在生成三维字体的过程中，当字体路径采样数较少时，三维字体弯曲部分的侧面将出现棱角分明的结构，严重影响三维字体的视觉效果。

相关技术中，如果要对三维字体的侧面效果进行调整，使得弯曲部分的表现出光滑面的效果，需要大量增加对于弯曲部分的字体路径采样数，即言，对三角网格进行加密，以使得最终三维字体弯曲部分的侧面光滑；然而，这种方式将极大地增加数据计算量，加大了系统负荷，同时，降低了三维字体的生成效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种三维字体渲染方法，能够在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种计算机设备。

本发明的第四个目的在于提出一种三维字体渲染装置。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种三维字体渲染方法，包括以下步骤：计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量；建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系；根据所述映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点；判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值；根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量；根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染。

根据本发明实施例的三维字体渲染方法，首先，计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量；接着，建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系；然后，根据所述映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点；接着，判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值；然后，根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量；最后，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染；从而实现在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

另外，根据本发明上述实施例提出的三维字体渲染方法还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，包括：计算所述三角形网格中任意两条边对应的向量，并对所述任意两条边对应的向量进行单位化，以及对单位化后的任意两条边对应的向量进行叉乘运算，以获得所述三角形网格所对应的法线向量。

可选地，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染，包括：根据每个三角形网格内部点的坐标、该内部点对应的法向量、顶点的法向量和该内部点与每个顶点之间的距离进行线性插值计算，以获取三角形网格内部点的坐标和对应的法向量。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有三维字体渲染程序，该三维字体渲染程序被处理器执行时实现如上述的三维字体渲染方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储三维字体渲染程序，以使得处理器在执行该三维字体渲染程序时，实现如上述的三维字体渲染方法，从而实现在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如上述的三维字体渲染方法。

根据本发明实施例的计算机设备，通过存储器存储计算机程序，以使得处理器在执行该计算机程序时，实现如上述的三维字体渲染方法，从而实现在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种三维字体渲染装置，包括：第一计算模块，所述第一计算模块用于计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量；映射模块，所述映射模块用于建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系；获取模块，所述获取模块用于根据所述映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点；判断模块，所述判断模块用于判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值；第二计算模块，所述第二计算模块用于根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量；渲染模块，所述渲染模块用于根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染。

根据本发明实施例提出的三维字体渲染装置，设置第一计算模块对三维字体中的每个三角形网格所对应的法线向量进行计算，并将计算得到的法线向量作为该三角形网络每个顶点的法向量，设置映射模块对所有顶点与三维坐标之间的映射关系进行建立，设置获取模块根据每个顶点与三维坐标之间的映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点，以便判断模块判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值，如果是，则第二计算模块建立根据与该顶点的法向量之间的夹角小于预设阈值的其他顶点的法向量建立向量集合，并根据该向量集合计算该顶点所对应的最终法向量，最后，渲染模块根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染，从而实现在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

另外，根据本发明上述实施例提出的三维字体渲染装置还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，包括：计算所述三角形网格中任意两条边对应的向量，并对所述任意两条边对应的向量进行单位化，以及对单位化后的任意两条边对应的向量进行叉乘运算，以获得所述三角形网格所对应的法线向量。

可选地，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染，包括：根据每个三角形网格内部点的坐标、该内部点对应的法向量、顶点的法向量和该内部点与每个顶点之间的距离进行线性插值计算，以获取三角形网格内部点的坐标和对应的法向量。

附图说明

图1为根据本发明实施例的三维字体渲染方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例的三维字体渲染装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

相关技术中，三维字体的侧面效果往往存在不光滑的体现，如果要使得侧面变得光滑，将极大地增加计算量，降低三维字体的生成效率；根据本发明实施例的三维字体渲染方法，首先，计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量；接着，建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系；然后，根据所述映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点；接着，判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值；然后，根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量；最后，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染；从而实现在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

请参阅图1，图1为根据本发明实施例的三维字体渲染方法的流程示意图，如图1所示，该三维字体渲染方法包括以下步骤：

S101，计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量。

也就是说，对三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量进行计算，然后，将三角形的三个顶点映射到对应的三角形网格的法线向量，以将该法线向量作为三角形三个顶点的法向量。

作为一种示例，三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量的具体计算方式包括：

计算三角形网格中任意两条边对应的向量，并对任意两条边对应的向量进行单位化，以及对单位化后的任意两条边对应的向量进行叉乘运算，以将运算结果作为三角形网格所对应的法线向量。

S102，建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系。

也就是说，建立三维字体中每一个顶点与三维坐标之间的映射关系，从而，每个顶点都有与自身相关联的三维坐标，进而，后续可以根据每个顶点的三维坐标获取相同坐标值的顶点。

S103，根据映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点。

也就是说，根据每个顶点与三维坐标之间的映射关系，获取与任意一个顶点的三维坐标值相同的其他顶点。

可以理解，在每个顶点均建立了与三维坐标之间的映射关系的情况下，在遍历每个顶点之后，即可通过该映射关系找到与任意一个顶点的坐标值相同的其他顶点。

S104，判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值。

也就是说，根据该顶点的法向量与其他顶点的法向量，判断两者之间的夹角是否小于预设的阈值。

S105，根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量。

作为一种示例，遍历所有顶点，此时，假设三维向量nx初始化为顶点vi的法向量，遍历所有和顶点vi三维坐标值相同的顶点，获得多个顶点vj，判断每个顶点vj的法向量与顶点vi之间的夹角是否小于预设的阈值，如果是，则将法向量与顶点vj的法向量之间的夹角小于预设的阈值的顶点vj的法向量添加到nx，然后，在遍历完vj之后，对nx进行单位化，以将单位化后的nx作为顶点vi的法向量。

S106，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染。

也就是说，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染，以为用户呈现最终的三维字体效果。

其中，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染的方式在相关技术中已有详细的记载，在此不对此进行赘述。

在一些实施例中，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染，包括：

根据每个三角形网格内部点的坐标、该内部点对应的法向量、顶点的法向量和该内部点与每个顶点之间的距离进行线性插值计算，以获取三角形网格内部点的坐标和对应的法向量。

综上所述，根据本发明实施例的三维字体渲染方法，首先，计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量；接着，建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系；然后，根据所述映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点；接着，判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值；然后，根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量；最后，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染；从而实现在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

为了实现上述实施例，本发明实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有三维字体渲染程序，该三维字体渲染程序被处理器执行时实现如上述的三维字体渲染方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储三维字体渲染程序，以使得处理器在执行该三维字体渲染程序时，实现如上述的三维字体渲染方法，从而实现在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

为了实现上述实施例，本发明实施例提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时，实现如上述的三维字体渲染方法。

根据本发明实施例的计算机设备，通过存储器存储计算机程序，以使得处理器在执行该计算机程序时，实现如上述的三维字体渲染方法，从而实现在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

为了实现上述实施例，如图2所示，本发明实施例提出了一种三维字体渲染装置，该三维字体渲染装置包括：第一计算模块10、映射模块20、获取模块30、判断模块40、第二计算模块50和渲染模块60。

其中，第一计算模块10用于计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量；

映射模块20用于建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系；

获取模块30用于根据映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点；

判断模块40用于判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值；

第二计算模块50用于根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量；

渲染模块60用于根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染。

在一些实施例中，计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，包括：

计算三角形网格中任意两条边对应的向量，并对任意两条边对应的向量进行单位化，以及对单位化后的任意两条边对应的向量进行叉乘运算，以获得三角形网格所对应的法线向量。

在一些实施例中，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染，包括：

根据每个三角形网格内部点的坐标、该内部点对应的法向量、顶点的法向量和该内部点与每个顶点之间的距离进行线性插值计算，以获取三角形网格内部点的坐标和对应的法向量。

需要说明的是，上述关于图1中三维字体渲染方法的说明同样适用于该三维字体渲染装置，在此不做赘述。

综上所述，根据本发明实施例提出的三维字体渲染装置，设置第一计算模块对三维字体中的每个三角形网格所对应的法线向量进行计算，并将计算得到的法线向量作为该三角形网络每个顶点的法向量，设置映射模块对所有顶点与三维坐标之间的映射关系进行建立，设置获取模块根据每个顶点与三维坐标之间的映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点，以便判断模块判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值，如果是，则第二计算模块建立根据与该顶点的法向量之间的夹角小于预设阈值的其他顶点的法向量建立向量集合，并根据该向量集合计算该顶点所对应的最终法向量，最后，渲染模块根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染，从而实现在不增加计算量的前提下，使得三维字体弯曲部分侧面光滑，提高三维字体视觉效果的同时，保证三维字体的生成效率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种三维字体渲染方法，其特征在于，包括以下步骤：

计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量；

建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系；

根据所述映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点；

判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值；

根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量；

根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染。

2.如权利要求1所述的三维字体渲染方法，其特征在于，计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，包括：

计算所述三角形网格中任意两条边对应的向量，并对所述任意两条边对应的向量进行单位化，以及对单位化后的任意两条边对应的向量进行叉乘运算，以获得所述三角形网格所对应的法线向量。

3.如权利要求1所述的三维字体渲染方法，其特征在于，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染，包括：

根据每个三角形网格内部点的坐标、该内部点对应的法向量、顶点的法向量和该内部点与每个顶点之间的距离进行线性插值计算，以获取三角形网格内部点的坐标和对应的法向量。

4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有三维字体渲染程序，该三维字体渲染程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的三维字体渲染方法。

5.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-3中任一项所述的三维字体渲染方法。

6.一种三维字体渲染装置，其特征在于，包括：

第一计算模块，所述第一计算模块用于计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，并将该法线向量作为对应三角形网格中每个顶点的法向量；

映射模块，所述映射模块用于建立三维字体中所有顶点与三维坐标之间的映射关系；

获取模块，所述获取模块用于根据所述映射关系获取与任意一个顶点的三维坐标相同的其他顶点；

判断模块，所述判断模块用于判断该顶点的法向量与其他顶点的法向量之间的夹角是否小于预设的阈值；

第二计算模块，所述第二计算模块用于根据判断结果建立该顶点对应的向量集合，并根据该向量集合计算该顶点对应的最终法向量；

渲染模块，所述渲染模块用于根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染。

7.如权利要求6所述的三维字体渲染装置，其特征在于，计算三维字体中每个三角形网格所对应的法线向量，包括：

计算所述三角形网格中任意两条边对应的向量，并对所述任意两条边对应的向量进行单位化，以及对单位化后的任意两条边对应的向量进行叉乘运算，以获得所述三角形网格所对应的法线向量。

8.如权利要求6所述的三维字体渲染装置，其特征在于，根据所有顶点的最终法向量对三维字体进行渲染，包括：

根据每个三角形网格内部点的坐标、该内部点对应的法向量、顶点的法向量和该内部点与每个顶点之间的距离进行线性插值计算，以获取三角形网格内部点的坐标和对应的法向量。

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