CN112308959A - 三维模型数据快速加载方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三维模型数据快速加载方法及系统，该方法包括三维模型数据的压缩方法、加载方法和解压方法；其中，所述压缩方法包括：将三维模型原始数据文件进行压缩处理，以得到压缩结果文件；将所述压缩结果文件存放至服务器；所述加载方法包括：发送加载请求；自服务器加载所述压缩结果文件和index文件；所述解压方法包括：解析所述index文件；将所述压缩结果文件进行解压处理并提取所述压缩结果文件中的三维模型数据；所述三维模型数据包括三维模型结构数据和三维模型纹理数据。通过本发明提供的技术方案，提升了加载速度，还原展示作品的色彩、细节，满足文物、美术等展示作品的三维模型数据快速加载需要，提升用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及三维模型展示技术领域，尤其涉及一种三维模型数据快速加载方法及系统。
背景技术
三维模型展示一直是虚拟博物馆、美术馆等展馆的核心需求，虚拟博物馆、美术馆等展馆对文物、美术等展示作品在三维模型展示时对展示作品的精度和色彩要求较高，在展示作品的三维模型展示时能够还原其色彩并能够进行细节展示，因此在进行三维模型数据加载时加载的文件较大，加载时对带宽和传输速度要求较高。现有的三维模型展示使用Unity3D技术，但该技术实现需借助播放器或专用插件，在进行三维模型展示时需要将三维模型数据全部下载至本地后再加载到播放器或专用插件中，由于三维模型数据较大，下载及加载时需要等较长时间，致使三维模型展示效果差。
发明内容
本发明主要目的是提供一种三维模型数据快速加载方法及系统，旨在解决现有三维模型数据加载的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种三维模型数据快速加载方法，所述三维模型数据快速加载方法包括三维模型数据的压缩方法、加载方法和解压方法；其中，所述压缩方法包括：
将三维模型原始数据文件进行压缩处理，以得到压缩结果文件；所述三维模型原始数据文件包括obj文件和纹理图片文件；所述obj文件为三维模型文件；
将所述压缩结果文件存放至服务器；
所述加载方法包括：
发送加载请求；
自服务器加载所述压缩结果文件和index文件，其中，所述index文件为页面文件；
所述解压方法包括：
解析所述index文件；
将所述压缩结果文件进行解压处理并提取所述压缩结果文件中的三维模型数据；所述三维模型数据包括三维模型结构数据和三维模型纹理数据。
优选地，所述将三维模型原始数据文件进行压缩处理包括：
将所述obj文件和所述纹理图片文件转码为glTF格式文件；
通过draco压缩所述glTF格式文件以得到压缩结果文件。
优选地，所述将三维模型原始数据文件进行压缩处理包括：
将所述obj文件通过draco压缩得到obj压缩文件；
将所述obj压缩文件和纹理图片文件作为压缩结果文件。
优选地，所述draco压缩是将图像网格的连接信息和几何信息进行分别编码并进行存储，所述连接信息使用了edgebreaker算法进行了编码压缩，所述几何信息对数据进行量化、预测压缩和熵编码。
优选地，所述draco压缩比例为40倍。
优选地，所述三维模型结构数据包括三维模型的顶点、法线、棱长和弧度中的任意一种或多种。
优选地，所述三维模型纹理数据包括三维模型表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率和发光度中的任意一种或多种。
此外，本发明提供一种三维模型数据快速加载系统，所述三维模型数据快速加载系统包括移动端和服务器；所述移动端通过网络与服务器通信连接；所述移动端用于实现发起链接请求、自服务器加载三维模型数据文件至本地以及进行三维模型展示；所述服务器用于实现对三维模型原始数据的压缩处理、以及生成并存储三维模型数据文件。
本发明提供了一种三维模型数据快速加载方法及系统，通过使用draco压缩处理三维模型原始数据，提升了三维模型展示的加载速度，并且无须借助播放器或专用插件，也无须另外定制移动端APP，即能够实现三维模型展示，且加载速度快，能够定制展示效果，还原展示作品的色彩、细节，满足文物、美术等展示作品的三维模型数据快速加载需要，提升用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的三维模型数据快速加载方法的压缩方法的流程示意图；
图2为图1中步骤S11的流程示意图；
图3为本发明实施例一提供的三维模型数据快速加载方法的加载方法的流程示意图；
图4为本发明实施例一提供的三维模型数据快速加载方法的解压方法的流程示意图；
图5为本发明实施例二提供的三维模型数据快速加载方法的压缩方法的流程示意图；
图6为图5中步骤S11’的流程示意图；
图7为本发明实施例二提供的三维模型数据快速加载方法的加载方法的流程示意图；
图8为本发明实施例二提供的三维模型数据快速加载方法的解压方法的流程示意图；
图9为本发明实施例三提供的三维模型数据快速加载系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
实施例一
请一并参阅图1、图2、图3和图4，本发明的实施例一提供一种三维模型数据快速加载方法，所述三维模型数据快速加载方法包括三维模型数据的压缩方法、加载方法和解压方法；其中，所述压缩方法包括：
步骤S11：将三维模型原始数据文件进行压缩处理，以得到压缩结果文件；所述三维模型原始数据文件包括obj文件和纹理图片文件；所述obj文件为三维模型文件；
步骤S12：将所述压缩结果文件存放至服务器；
具体在本实施例一中，所述步骤S11包括：
步骤S111：将所述obj文件和所述纹理图片文件转码为glTF格式文件；其中，所述glTF格式是图形语言交换(Graphic Language TransmissionFormat，glTF)格式；
步骤S112：通过draco压缩所述glTF格式文件以得到压缩结果文件；所述压缩结果文件为glTF-drc文件。
所述加载方法包括：
步骤S21：发送加载请求；
步骤S22：自服务器加载所述压缩结果文件和index文件，其中，所述index文件为页面文件；
所述解压方法包括：
步骤S31：解析所述index文件；
步骤S32：将所述压缩结果文件进行解压处理并提取所述压缩结果文件中的三维模型数据；所述三维模型数据包括三维模型结构数据和三维模型纹理数据。
具体地，所述三维模型结构数据包括三维模型的顶点、法线、棱长和弧度中的任意一种或多种。所述三维模型纹理数据包括三维模型表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率和发光度中的任意一种或多种。基于文物或美术作品展示在精度和色彩方面的特殊要求，三维模型结构数据文件和三维纹理数据文件都比较大，通常大小在400M-2Gbytes，在加载时对数据传输的带宽和传输速度要求比较高。因此，在服务器上预先对上述文件进行处理，针对每一文物或美术作品的数据预先进行draco压缩处理，所述draco压缩是将图像网格的连接信息和几何信息进行分别编码并进行存储，连接信息使用了edgebreaker算法进行了编码压缩，几何信息对数据进行量化、预测压缩、熵编码，通过draco压缩实现压缩比例40倍，即400m的模型可压缩成1m。通过draco压缩使在加载时减轻了对带宽的要求，加载速度快，并且保证了文物或美术作品展示的要求，用户体验好。
具体在本发明实施例一中，基于本发明提供的三维模型数据快速加载方法，通过移动端基于H5链接的访问方式实现三维模型展示，具体地：
用户在移动端可通过浏览器或带有浏览器功能的APP打开H5链接，优选地，H5链接也可以是二维码方式，用户通过移动端扫描H5二维码即可打开三维模型页面。
用户在移动端自服务器加载第一加载文件实现三维模型的轮播预览；所述第一加载文件包括三维模型的背景文件、模型静态预览文件和模型动态预览文件；通常情况下，第一加载文件中的背景文件和预览文件相对较小，加载速度快，用户打开H5页面即可快速预览，提升了用户体验。优选地，第一加载文件中还包括音乐文件，在用户预览时播放音乐。
自服务器加载第二加载文件实现开灯效果；所述第二加载文件包括灯光文件；在完成第一加载文件后快速加载第二加载文件，第二加载文件的灯光文件叠加在三维模型的轮播预览页面中，给用户开灯的效果，提升用户体验。
同时，所述三维模型的轮播预览还包括对预览中的三维模型进行交互操作。所述交互操作包括旋转、缩放、定点放大、平移、滑动、翻转、播放音乐和展示文字中的任意一种或多种。轮播样式为两边使用模型静态预览图片，中间使用模型动态预览图片，数秒轮播一次，实现不同模型切换预览；自动轮播的同时支持手动滑动切换。
用户通过点击三维模型的轮播预览页面中的三维模型进行展示，自服务器加载第三加载文件；所述第三加载文件包括三维模型数据文件和三维纹理数据文件；由于在服务器上预先针对每一文物或美术作品的数据进行了draco压缩处理，使在加载时减轻了对带宽的要求，加载速度快，并且保证了文物或美术作品展示的要求，用户体验好。
用户在移动端完成第三加载文件的加载并对所述第三加载文件进行解压处理，得到三维模型结构数据和三维模型纹理数据；并根据所述三维模型结构数据和三维模型纹理数据进行渲染生成对应的三维模型进行展示。
在进行三维模型展示时，用户在移动端还可对所述三维模型进行交互操作，所述交互操作包括旋转、缩放、定点放大、平移、滑动、翻转、播放音乐和展示文字中的任意一种或多种。
具体地，通过Three.js技术实现模型的自主旋转、缩放、定点放大、平移、配乐、文字解释；具体的实现方法包括：通过Three.js技术实现模型的展示和交互事件，所述的交互包括屏幕触屏事件；具体的，通过改变摄像机与模型的相对位置实现模型的自主旋转、缩放、定点放大、平移，默认状态为自主旋转；双指触屏，通过控制双指距离实现模型缩放；单指触屏点击文字解说标签实现模型特征点定点放大，并通过小圆球闪烁标注；三指触屏移动实现模型平移。
实施例二
请一并参阅图5、图6、图7和图8，本发明的实施例二提供一种三维模型数据快速加载方法，所述三维模型数据快速加载方法包括三维模型数据的压缩方法、加载方法和解压方法；其中，所述压缩方法包括：
步骤S11’：将三维模型原始数据文件进行压缩处理，以得到压缩结果文件；所述三维模型原始数据文件包括obj文件和纹理图片文件；所述obj文件为三维模型文件；
步骤S12’：将所述压缩结果文件存放至服务器；
具体在本实施例一中，所述步骤S11’包括：
步骤S111’：将所述obj文件通过draco压缩得到obj压缩文件；所述obj压缩文件为drc文件；
步骤S112’：将所述obj压缩文件和纹理图片文件作为压缩结果文件。
对应地，所述加载方法包括：
步骤S21’：发送加载请求；
步骤S22’：自服务器加载所述压缩结果文件、mtl文件和index文件，其中，所述index文件为页面文件；所述mtl文件为三维模型纹理数据索引文件。由于在所述压缩结果文件中包括了obj压缩文件和纹理图片文件，所述obj压缩文件为drc文件，对该drc文件解压后得到三维模型结构数据，所述三维模型结构数据与所述三维模型纹理数据分别为两个文件，需要使用mtl文件将三维模型纹理数据与三维模型结构数据关联起来，mtl文件为三维模型纹理数据的索引，使用mtl文件即可实现对三维模型结构数据的贴纹理处理。
所述解压方法包括：
步骤S31’：解析所述index文件；
步骤S32’：从所述压缩结果文件中提取obj压缩文件和纹理图片文件；
步骤S33’：将所述obj压缩文件进行解压处理并提取所述obj压缩文件中的三维模型结构数据；提取所述纹理图片文件中的数据三维模型纹理数据；
步骤s34’：将所述纹理图片文件中的三维模型纹理数据根据所述mtl文件的索引数据对所述三维模型结构数据进行贴纹理处理。
其他方法步骤与所述实施例一大体相同，在此不再赘述。
实施例三
请参阅图9，同时，本发明实施例三提供一种三维模型数据快速加载系统，所述系统包括移动端1和服务器2，所述移动端1通过网络与服务器2通信连接；移动端1用于实现发起链接请求、自服务器2加载三维模型数据文件至本地以及三维模型展示，移动端1执行三维模型数据快速加载方法中的加载方法和解压方法；所述服务器2用于实现对三维模型原始数据的压缩处理，生成并存储三维模型数据文件，在收到来自移动端1的链接请求时将所述三维模型原始数据文件发送至移动1端，服务器2执行三维模型数据快速加载方法中的压缩方法。优选地，移动端1通过缓存将加载的三维模型数据文件存储至本地以提升三维模型展示速度。
与现有技术相比，本发明提供了一种三维模型数据快速加载方法及系统，通过使用draco压缩处理三维模型原始数据，提升了三维模型展示的加载速度，并且无须借助播放器或专用插件，也无须另外定制移动端APP，即能够实现三维模型展示，且加载速度快，能够定制展示效果，还原展示作品的色彩、细节，满足文物、美术等展示作品的三维模型数据快速加载需要，提升用户体验。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种三维模型数据快速加载方法，其特征在于，包括三维模型数据的压缩方法、加载方法和解压方法；其中，所述压缩方法包括：
将三维模型原始数据文件进行压缩处理，以得到压缩结果文件；所述三维模型原始数据文件包括obj文件和纹理图片文件；所述obj文件为三维模型文件；
将所述压缩结果文件存放至服务器；
所述加载方法包括：
发送加载请求；
自服务器加载所述压缩结果文件和index文件，其中，所述index文件为页面文件；
所述解压方法包括：
解析所述index文件；
将所述压缩结果文件进行解压处理并提取所述压缩结果文件中的三维模型数据；所述三维模型数据包括三维模型结构数据和三维模型纹理数据。
2.根据权利要求1所述的三维模型数据快速加载方法，其特征在于，所述将三维模型原始数据文件进行压缩处理包括：
将所述obj文件和所述纹理图片文件转码为glTF格式文件；
通过draco压缩所述glTF格式文件以得到压缩结果文件。
3.根据权利要求1所述的三维模型数据快速加载方法，其特征在于，所述将三维模型原始数据文件进行压缩处理包括：
将所述obj文件通过draco压缩得到obj压缩文件；
将所述obj压缩文件和纹理图片文件作为压缩结果文件。
4.根据权利要求2或3所述的三维模型数据快速加载方法，其特征在于，所述draco压缩是将图像网格的连接信息和几何信息进行分别编码并进行存储，所述连接信息使用了edgebreaker算法进行了编码压缩，所述几何信息对数据进行量化、预测压缩和熵编码。
5.根据权利要求4所述的三维模型数据快速加载方法，其特征在于，所述draco压缩比例为40倍。
6.根据权利要求1所述的三维模型数据快速加载方法，其特征在于，所述三维模型结构数据包括三维模型的顶点、法线、棱长和弧度中的任意一种或多种。
7.根据权利要求1所述的三维模型数据快速加载方法，其特征在于，所述三维模型纹理数据包括三维模型表面的色彩、纹理、光滑度、透明度、反射率、折射率和发光度中的任意一种或多种。
8.一种三维模型数据快速加载系统，其特征在于，所述三维模型数据快速加载系统包括移动端和服务器；所述移动端通过网络与服务器通信连接；所述移动端用于实现发起链接请求、自服务器加载三维模型数据文件至本地以及进行三维模型展示；所述服务器用于实现对三维模型原始数据的压缩处理、以及生成并存储三维模型数据文件。
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