CN111179395B - 一种提高家装云端渲染效率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高家装云端渲染效率的方法，涉及云端渲染技术领域技术领域；其实现了一种能在不增加渲染环节复杂度，通过减少渲染计算量，从而提高渲染效率的方法。在不增加渲染环节复杂度，能同时减少场景构建，转换，渲染整体时间的方法。尤其是，多数家装设计软件对二维户型图生成三维场景的大小数量不做限制，使渲染时间非常漫长，占用大量计算资源。本发明能有效提高渲染出图效率，降低对硬件设备的依赖，同时保证了渲染出图的效。

Description

一种提高家装云端渲染效率的方法

技术领域

本发明属于云端渲染技术领域，尤其涉及一种提高家装云端渲染效率的方法。

背景技术

在家装设计软件中，户型越大，渲染速度越慢。为了提高云端渲染速度，当前技术除了提高硬件设备，算法策略上主要是图片分割。即将一张大的图片分割成n块小图片分别进行渲染。其中优点是提高单个任务的渲染速度和数据传输速度；而缺点即需要复杂的数据交换，任务调度，和节点管理模块等，增加了出错的概率；模型，贴图数据的分割和计算增加了额外的时间消耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足，提供一种提高家装云端渲染效率的方法，其实现了一种能在不增加渲染环节复杂度，通过减少渲染计算量，从而提高渲染效率的方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种提高家装云端渲染效率的方法，具体包含如下步骤；

步骤1，读取户型存档；

步骤2，判断模型是否在以下三个区域：相互独立互不影响的区域，相互不独立互不影响区域，相互不独立受影响区域；若在则不加载，反之则加载；

步骤3，生成3d场景；

步骤4，转换提交渲染；

在步骤2中，针对相互独立互不影响的区域；具体如下，

步骤2.1，遍历区域多边形每个顶点，对于从前向后第i个顶点和从后向前第j个顶点，分别计算temp1[i]=vertx[i]-testx和temp2[i]=vertx[j]-testx；

若temp1[i]和temp2[i]不同时为正或负，则计算temp3[i]：具体计算公式如下：

temp3[i]=(vertx[j]-vertx[i])*(testy-verty[i])/(verty[j]-verty[i]) +vertx[i]，若testx大于temp3[i]，则crossings自加1；

步骤2.2，遍历所有顶点，直到i等于j，统计crossings个数是奇数还是偶数，若为偶数，则顶点在多边形外；若为奇数，则顶点在多边形内；

其中，vertx 为区域多边形顶点x坐标数组，verty 为区域多边形顶点y坐标数组，testx 为被模型位置x坐标，testy 为被模型位置y坐标，crossings为交点个数；

针对相互不独立互不影响区域的区域；具体如下，

步骤2a，获取玻璃门窗所在的墙体的中心点位置center，获取墙体方向向

量旋转-90度并标准化为单位向量v1，取向量v1长度length大于墙体厚度的1/2，得到点p1=v1*length；

步骤2b，判断点p1是否在区域area1内；

步骤2c，点p2采用步骤2.1和步骤2.2同样的方式获取并判断是否在区域2内；若点p1和p2分别在区域area1和区域area2内，则此墙体为内墙，否则为外墙；

针对相互不独立受影响区域的区域；具体如下，

确定这些区域内是否有玻璃门窗，若有，则加载所有非独立户型，而不加载独立户型内的模型。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明设计了一种，在不增加渲染环节复杂度，能同时减少场景构建，转换，渲染整体时间的方法；

2、多数家装设计软件对二维户型图生成三维场景的大小数量不做限制，使渲染时间非常漫长，占用大量计算资源；

3、本发明能有效提高渲染出图效率，降低对硬件设备的依赖，同时保证了渲染出图的效果。

附图说明

图1是一般户型场景；

图2是内外墙判断算法示意图；

图3是方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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

本发明主要实现了一种能在不增加渲染环节复杂度，通过减少渲染计算量，从而提高渲染效率的方法。

一种提高家装云端渲染效率的方法，如图3所示，具体包含如下步骤；

步骤1，读取户型存档；

步骤2，判断模型是否在以下三个区域：相互独立互不影响的区域，相互不独立互不影响区域，相互不独立受影响区域；若在则不加载，反之则加载；

步骤3，生成3d场景；

步骤4，转换提交渲染。

具体实施例如下：一般在渲染过程中，需要将我们的待渲染场景转换为渲染器所能兼容的场景，即场景转换环节。在这一环节中，需要将待转换的场景中的模型，包括点位，UV，法线，贴图等，按照渲染器要求的格式进行传入，其中可减少时间开销的方法，除了优化算法外，就是加快数据的读取写入速度。这一部分可优化的地方不是很多，效果也不理想。而在这一环节之前，即是用户根据二维户型图设计生成的三维场景。事实上，用户在提交渲染的时候，由于受到相机的位置和视角限制，无法渲染出整个场景，全景图除外。而我们在场景的构建，转换，及渲染过程，是将整个场景都纳入了计算，这无疑是非常庞大冗杂的。尤其是，在一张户型图上可能有很多个户型，且又相互分离，互不影响，那么而家装场景在渲染过程中，不同的空间区域存在着光照的交互影响，而渲染对于光照的交互反射计算比较复杂严格，其中关键技术难点在于怎样将区域及其中的家具，饰品等模型，在不影响光照的前提下省略掉。一般的户型场景图如图1所示.

其中，不同的区域大致可分为3部分：相互独立，互不影响的区域，见图1右侧独立空间；不独立，但不受其他区域影响的区域，见图1卧室，厨房，和主卫；不独立，且受其他区域影响的区域，见图1客厅和阳台。针对每个部分，我们分别进行处理。此外，每个区域存在家具饰品等易分离模型，以及墙体，吊顶，门窗等不易分割模型。实际在渲染计算中，墙体等不易分割的模型，反而是简单的面数少，点位少，计算快的部分，因此，我们并不对它们进行额外处理。下面所述的模型都指复杂不易分割模型。接下来对如上所述的3个部分分别进行介绍。

1. 相互独立，互不影响的区域

我们根据区域的空间id表示来判读该区域是否独立。如图所示，当我们渲染这个区域时，只需要将除此区域以外的模型排除掉。我们需要对所有模型进行遍历，并判断模型是否在此区域，方法如下：

遍历区域多边形每个顶点，对于从前向后第i个顶点和从后向前第j个顶点，计算temp1[i]=vertx[i]-testx和temp2[i]=vertx[j]-testx，如果temp1[i]和temp2[i]异号，那么计算temp3[i]=(vertx[j]-vertx[i]) * (testy-verty[i]) / (verty[j]-verty[i])+ vertx[i]，如果testx大于temp3[i],crossings自加1。遍历所有顶点，直到i等于j，统计crossings个数是奇数还是偶数，如果为偶数，则点在多边形外；如果为奇数，则点在多边形内。对于实际的户型场景，模型即家具饰品等，不可能位于多边形边缘或顶点上，即墙体内部，因此可以不考虑算法中的特殊情况。

nvert 为区域多边形顶点个数，vertx 为区域多边形顶点x坐标数组，verty 为区域多边形顶点y坐标数组，testx 为被模型位置x坐标，testy 为被模型位置y坐标，crossings为交点个数。

2. 不独立，但不受其他区域影响的区域

判断一个区域是否与其他区域有光照交互影响，我们首先遍历区域内模型，找出玻璃门窗模型。因为光线会透过玻璃门窗模型从而影响当前区域的渲染结果。另外，当玻璃门窗在整体户型区域的外墙中时，同样只需简单排除当前区域以外的模型。当玻璃门窗不在整体户型区域的外墙中时，也就是说这时其他区域的光线会透过玻璃门窗影响我们对该区域的渲染，这时我们对所有非独立户型进行加载。判断门窗是否在整体区域外墙中的方法如下：

首先获取玻璃门窗所在的墙体的中心点位置center，获取墙体方向向量旋转-90度并标准化为单位向量v1，取length略大于墙体厚度的1/2，得到点p1=v1*length,然后判断点p1是否在区域area1内，方法同上。点p2采用同样的方式获取并判断是否在区域2内。如果p1和p2都在区域内，则此墙体为内墙，否则为外墙。如图2所示。

3.不独立，且受其他区域影响的区域

除上述两种情况外的区域，如客厅，餐厅，阳台，我们首先确定这些区域内是否有玻璃门窗，如果有，为了保证渲染出图正确，我们需要加载所有非独立户型，而不加载独立户型内的模型。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (1)

1.一种提高家装云端渲染效率的方法，其特征在于：具体包含如下步骤；

步骤1，读取户型存档；

步骤2，判断模型是否在以下三个区域：相互独立互不影响的区域，相互不独立互不影响区域，相互不独立受影响区域；若在则不加载，反之则加载；

步骤3，生成3d场景；

步骤4，转换提交渲染；

在步骤2中，针对相互独立互不影响的区域；具体如下，

步骤2.1，遍历区域多边形每个顶点，对于从前向后第i个顶点和从后向前第j个顶点，分别计算temp1[i]=vertx[i]-testx和temp2[i]=vertx[j]-testx；

若temp1[i]和temp2[i]不同时为正或负，则计算temp3[i]：具体计算公式如下：

temp3[i]=(vertx[j]-vertx[i])*(testy-verty[i])/(verty[j]-verty[i]) + vertx[i]，若testx大于temp3[i]，则crossings自加1；

步骤2.2，遍历所有顶点，直到i等于j，统计crossings个数是奇数还是偶数，若为偶数，则顶点在多边形外；若为奇数，则顶点在多边形内；

其中，vertx 为区域多边形顶点x坐标数组，verty 为区域多边形顶点y坐标数组，testx 为被模型位置x坐标，testy 为被模型位置y坐标，crossings为交点个数；

针对相互不独立互不影响区域的区域；具体如下，

步骤2a，获取玻璃门窗所在的墙体的中心点位置center，获取墙体方向向

量旋转-90度并标准化为单位向量v1，取向量v1长度length大于墙体厚度的1/2，得到点p1=v1*length；

步骤2b，判断点p1是否在区域area1内；

步骤2c，点p2采用步骤2.1和步骤2.2同样的方式获取并判断是否在区域2内；若点p1和p2分别在区域area1和区域area2内，则此墙体为内墙，否则为外墙；

针对相互不独立受影响区域的区域；具体如下，

确定这些区域内是否有玻璃门窗，若有，则加载所有非独立户型，而不加载独立户型内的模型。

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