CN112348935A

CN112348935A - 线框渲染方法、终端设备及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN112348935A
Application number: CN202011232336.2A
Authority: CN
Inventors: 李成; 陈佩霞; 王玉朋
Original assignee: Xinallow Shanghai Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Xinallow Shanghai Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2021-02-09
Anticipated expiration: 2040-11-06
Also published as: CN112348935B

Abstract

本申请实施例公开了一种线框渲染方法、终端设备及计算机可读存储介质，该方法包括：获取组成原始模型的mesh面数据，将所述mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图，基于广度优先遍历所述无向图并将所述无向图转换为有向图，基于深度优先遍历所述有向图并绘制所述有向图对应的线条路径，根据所述线条路径构建新的mesh面，利用画线函数渲染所述新的mesh面。通过实施本申请，能解决现有线框渲染方案中存在的线框渲染的适用领域受限制、渲染效率及渲染的通用性受影响问题。

Description

线框渲染方法、终端设备及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种线框渲染方法、终端设备及计算机可读存储介质。

背景技术

三维(3D)打印是20世纪80年代发展起来的一项颠覆传统生产方式的革命性技术，又名快速原型、增料制造等。在3D打印模型中，为了更加突出模型的结构特点，通常需要对3D模型的线框进行渲染。

现有的线框渲染方法主要分为基于线框渲染着色器(shader)的材质球渲染方法、U3D游戏引擎(unity 3D，U3D)提供的画线函数方法和U3D提供的图形程序接口(GraphicsLibrary，GL)画线方法。然而在实践中发现，基于线框渲染shader的材质渲染方法无法适用于移动端设备，这样使得线框渲染的适用领域受到极大地限制；基于画线函数的线框渲染方法中会产生大量的无序顶点排列，这样在进行线框渲染时会产生大量的乱线，影响线框渲染的效率；基于GL画线的线框渲染方法适合简单模型的线框渲染，不适合复杂/大型模型的线框渲染，影响线框渲染的通用性。

发明内容

本申请实施例提供了一种线框渲染方法、终端设备及计算机可读存储介质，能解决现有线框渲染方案中存在的线框渲染的适用领域受限制、渲染效率及通用性受影响等问题。

第一方面，提供了一种线框渲染方法，该方法包括：

获取组成原始模型的网格mesh面数据，所述mesh面数据包括至少一个三角面；

将所述mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图，所述无向图包括至少一个节点及每个节点的节点下标，所述节点下标用于标识所述节点下标对应的节点所在的三角面；

基于广度优先遍历所述无向图，并将所述无向图转换为有向图；

基于深度优先遍历所述有向图，并绘制所述有向图对应的线条路径；

根据所述线条路径构建新的mesh面，并利用画线函数渲染所述新的mesh面。

在一些实施例中，所述将所述mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图之前，所述方法还包括：

对所述mesh面数据进行数据结构转换，以将所述mesh面数据转换为符合预设数据结构的mesh面数据。

在一些实施例中，所述将所述无向图转换为有向图包括：

根据所述无向图中的各节点，寻找每个节点的邻节点，所述邻节点是指与所述每个节点彼此紧邻且相连的节点；

设定所述每个节点到所述每个节点的邻节点的方向为正方向，基于所述每个节点的邻节点及所述每个节点到所述每个节点的邻节点的方向构建所述无向图对应的有向图。

在一些实施例中，所述绘制所述有向图对应的线条路径包括：

依次连接所述有向图中的各节点，在存在的边上进行路径绘制，以创建出有效的线条路径。

在一些实施例中，所述根据所述线条路径构建新的mesh面包括：

对所述线条路径中的节点及节点下标进行数据结构转换，以将所述线条路径中的节点列表转换为支持渲染的数据结构的节点列表；

将所述支持渲染的数据结构的节点列表转换为新的mesh面。

第二方面，提供了一种终端设备，所述终端设备可执行上述第一方面或第一方面的任意一种可选的实施方式中的方法。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的单元。该单元可以是软件和/或硬件。

第三方面，提供了一种终端设备，该终端设备包括：处理器以及和处理器相连的存储器；其中，该存储器包括计算机可读指令；该处理器用于执行该存储器中的计算机可读指令，从而使得该汽车执行上述第一方面或第一方面的任意一种可选的实施方式中的方案。

第四方面，提供了一种计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任意一种可选的实施方式中的方法。

第五方面，提供了一种芯片产品，执行上述第一方面或第一方面的任意一种可选的实施方式中的方法。

第六方面，提了供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面的任意一种可选的实施方式中的方法。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种线框渲染方法的流程示意图。

图2示出一种广度优先遍历无向图的示意图。

图3示出一种深度优先遍历有向图的示意图。

图4是本申请实施例提供的另一种线框渲染方法的流程示意图。

图5是本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。

图6是本申请实施例提供的另一种终端设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。

请参见图1，是本申请实施例提供的一种线框渲染方法的流程示意图。如图1所示的线框渲染方法包括如下实施步骤。

S101、终端设备获取组成原始模型的网格mesh面数据。

本申请中的原始模型可视为一个模型对象，该模型对象是由网格mesh面组成的。相应地，终端设备可获取组成该原始模型的mesh面数据。其中，原始模型是指实心的三维实体模型，也可称为3D打印模型。此外，所述原始模型可以由U3D引擎平台来提供。本申请实施例提供的终端设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)、智能手表、智能手环等终端设备，或者该终端设备还可以为其他类型的终端设备，本申请实施例不作限定。可选地，终端设备可为安卓系统的移动终端，也可为IOS系统的移动终端，本申请不做限定。

S102、终端设备将mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图，该无向图包括至少一个节点及每个节点的节点下标，该节点下标用于标识节点下标对应的节点所在的三角面。

本申请mesh面数据中包括有一个或多个三角面，终端设备可将mesh面数据中的每个三角面作为节点来构建无向图，具体地将mesh面数据的一个三角面视为一个节点，这样可将mesh面数据中的多个节点用来构建形成无向图。其中无向图是指边没有方向的图。该无向图中包括有一个或多个节点、及每个节点的节点下标，该节点下标用于标识/表示节点下标对应节点所在的三角面。

在可选实施例中，终端设备在创建无向图时还可记录每个三角面的邻接信息，该邻接信息是指三角面的共用边的信息及共用边的邻接三角面的信息。其中，共用边是指两个相邻的三角面共用的一条边，称为共用边。

S103、终端设备基于广度优先遍历无向图，并将无向图转换为有向图。

终端设备基于广度优先遍历无向图，实际遍历组成无向图中的每个节点，然后将无向图转换为有向图。其中有向图是指边存在方向的图。具体地，终端设备根据无向图中的各节点，遍历寻找每个节点的邻节点。然后将节点到该节点的邻节点的方向设定为正方向，反之节点的邻节点到该节点的方向为负方向，基于每个节点的邻节点及对应的正方向，即基于每个节点的邻节点及每个节点到该每个节点的邻节点的方向，来构建无向图对应的有向图。其中，邻节点是指与每个节点彼此相邻且相连的节点。

举例来说，如图2示出一种深度优先遍历无向图的示意图。如图2中，无向图中包括序号为①->⑥的6个节点，终端设备以序号①为起点采用广度优先遍历该无向图时，可以遍历到节点为：①②、①③、①④、②⑥、②⑦及③⑤；也即是说终端设备采用广度优先遍历该无向图时遍历到的节点顺序依次为：①->②->③->④->⑥->⑦->⑤。

S104、终端设备基于深度优先遍历有向图，并绘制有向图对应的线条路径。

终端设备在构建出有向图后，可基于深度优先遍历该有向图，进而绘制该有向图对应的线条路径。具体地，终端设备可依次连接有向图中的各节点，仅在存在的边上进行线条路径绘制，在不存在的边上放弃线条路径绘制，从而创建出有效的无错路径，即线条路径。

举例来说，请参见图3示出一种深度优先遍历有向图的示意图。如图3所示的有向图中包括序号为①->⑥的6个节点，终端设备以序号①为起点采用深度优先遍历该有向图时，可以遍历到节点为：①②⑥、①②⑦、①③⑤及①④；也即是说终端设备采用深度优先遍历该有向图时遍历到的节点顺序依次为：①->②->⑥->⑦->③->⑤->④。

需要说明的是，上述步骤S102～S104可以通过C#语言来实现。

S105、终端设备根据线条路径构建新的mesh面，并利用画线函数渲染该新的mesh面。

本申请终端设备将依据线条路径构建新的mesh面，并利用U3D提供的画线函数对该新的mesh面进行渲染，从而实现原始模型的线框渲染。具体地，线条路径中包括多个节点及每个节点的节点下标，节点又以节点列表(也可称为顶点列表)的形式存储。终端设备可将线条路径的每个节点及该节点的节点下标进行数据结构转换，以将线条路径中的节点列表转换为支持渲染的数据结构的节点列表，然后将支持渲染的数据结构的节点列表转换/形成为新的mesh面。最后利用画线函数对新的mesh面进行渲染，以实现原始模型的线框渲染，进一步地，可以将该线框渲染结果呈现在原始模型所在U3D引擎平台中。

通过实施本申请，终端设备获取组成原始模型的网格mesh面数据，将mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图，采用广度优先遍历无向图将无向图转换为有向图，进而采用深度优先遍历有向图并绘制有向图对应的线条路径，最后根据线条路径来构建新的mesh面，利用画线函数渲染新的mesh面，从而实现原始模型的线框渲染。这样能获得较好的渲染效果，实现了3D模型最小细节判断的空间分割算法。且支持任何U3D引擎的硬件，例如移动端或非移动端设备等，渲染速度较快，在渲染过程中不会产生错误的线条路径，有利于提升线框渲染的渲染效率。此外还能解决现有线框渲染方法中存在的线框渲染的适用领域受限制、渲染效率及渲染的通用性受限制等问题。

请参见图4，是本申请实施例提供的另一种线框渲染方法的流程示意图。该方法在步骤S102之前还可包括另一实施步骤，具体参见图4所示的线框渲染方法其可包括如下实施步骤。

S401、终端设备获取组成原始模型的网格mesh面数据。

S402、终端设备对所述mesh面数据进行数据结构转换，以将所述mesh面数据转换为符合预设数据结构的mesh面数据。所述mesh面数据包括至少一个三角面。

本申请终端设备可对原始模型的mesh面数据进行数据结构转换，以将U3D支持的数据结构转换为C#语言中自定义的数据结构(即预设数据结构)，例如树状结构、图状结构等，这样有利于提升线框渲染的通用性，支持多面模型的线框渲染。

S403、终端设备将所述符合预设数据结构的mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图。

S404、终端设备基于广度优先遍历所述无向图，并将所述无向图转换为有向图。

S405、终端设备基于深度优先遍历所述有向图，并绘制所述有向图对应的线条路径。

S406、终端设备根据所述线条路径构建新的mesh面，并利用画线函数渲染所述新的mesh面。

关于本申请步骤S401、S403-S406中的相关阐述具体可参见图1所述实施例中的相关介绍，这里不再赘述。

通过实施本申请，终端设备获取组成原始模型的mesh面数据，将该mesh面数据转换为符合预设数据结构的mesh面数据，进而将该mesh面数据的每个三角面作为节点来构建无向图，基于广度优先遍历无向图将该无向图转换为有向图，基于深度优先遍历有向图并绘制有向图对应的线条路径，根据线条路径构建新的mesh面，最后利用画线函数对该新的mesh面进行渲染。这样能解决现有线框渲染方法中存在的线框渲染的适用领域受限制、渲染效率及渲染的通用性受影响等问题，有利于提升线框渲染的渲染效率及渲染通用性。

请参见图5，是本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。如图5所示的终端设备包括获取单元501、构建单元502、转换单元503、绘制单元504及渲染单元505。其中，

所述获取单元501，用于获取组成原始模型的网格mesh面数据，所述mesh面数据包括至少一个三角面；

所述构建单元502，用于将所述mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图，所述无向图包括至少一个节点及每个节点的节点下标，所述节点下标用于标识所述节点下标对应的节点所在的三角面；

所述转换单元503，用于基于广度优先遍历所述无向图，并将所述无向图转换为有向图；

所述绘制单元504，用于基于深度优先遍历所述有向图，并绘制所述有向图对应的线条路径；

所述渲染单元505，用于根据所述线条路径构建新的mesh面，并利用画线函数渲染所述新的mesh面。

在一些实施例中，所述转换单元503还用于对所述mesh面数据进行数据结构转换，以将所述mesh面数据转换为符合预设数据结构的mesh面数据。

在一些实施例中，所述转换单元503具体用于：

根据所述无向图中的各节点，寻找每个节点的邻节点，所述邻节点是指与所述每个节点彼此紧邻的节点；

在一些实施例中，所述绘制单元504具体用于依次连接所述有向图中的各节点，在存在的边上进行路径绘制，以创建出有效的线条路径。

在一些实施例中，所述渲染单元505具体用于：

将所述支持渲染的数据结构的节点列表转换为新的mesh面。

通过实施本申请，终端设备获取组成原始模型的网格mesh面数据，将mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图，采用广度优先遍历无向图将无向图转换为有向图，进而采用深度优先遍历有向图并绘制有向图对应的线条路径，最后根据线条路径来构建新的mesh面，利用画线函数渲染新的mesh面，从而实现原始模型的线框渲染。这样能获得较好的渲染效果，且支持任何U3D引擎的硬件，例如移动端或非移动端设备等，渲染速度较快，在渲染过程中不会产生错误的线条路径，有利于提升线框渲染的渲染效率。此外还能解决现有线框渲染方法中存在的线框渲染的适用领域受限制、渲染效率及渲染的通用性受限制等问题。

请参见图6，是本申请实施例提供的另一种终端设备的结构示意图。如图6所示的终端设备600包括：至少一个输入设备601；至少一个输出设备602；至少一个处理器603，例如CPU；和存储器604，上述输入设备601、输出设备602、处理器603和存储器604通过总线605连接。

其中，上述输入设备601具体可为移动终端的触控面板，包括触摸屏和触控屏，用于检测终端触控面板上的操作指令。

上述输出设备602具体可为移动终端的显示屏，用于输出、显示信息。

上述存储器604可以是高速RAM存储器，也可为非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。上述存储器604用于存储一组程序代码，上述输入设备601、输出设备602和处理器603用于调用存储器604中存储的程序代码执行相应操作，其中处理器603具体用于执行如下操作：

在一些实施例中，所述将所述mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图之前，所述处理器603还用于执行如下步骤：

在一些实施例中，所述将所述无向图转换为有向图包括：

将所述支持渲染的数据结构的节点列表转换为新的mesh面。

基于同一发明构思，本申请实施例中提供的终端设备解决问题的原理与本申请方法实施例中控制器解决问题的原理相似，因此各设备的实施可以参见方法的实施，为简洁描述，在这里不再赘述。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例终端设备中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种线框渲染方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的线框渲染方法，其特征在于，所述将所述mesh面数据中的每个三角面作为节点构建无向图之前，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的线框渲染方法，其特征在于，所述将所述无向图转换为有向图包括：

4.根据权利要求1所述的线框渲染方法，其特征在于，所述绘制所述有向图对应的线条路径包括：

5.根据权利要求1所述的线框渲染方法，其特征在于，所述根据所述线条路径构建新的mesh面包括：

将所述支持渲染的数据结构的节点列表转换为新的mesh面。

6.一种终端设备，其特征在于，包括处理器以及和处理器相连的存储器；其中，该存储器包括计算机可读指令；该处理器用于执行该存储器中的计算机可读指令，从而使得所述终端设备用于执行如下步骤：

7.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备具体用于执行如下步骤：

8.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备具体用于执行如下步骤：

9.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备具体用于执行如下步骤：

10.根据权利要求6所述的终端设备，其特征在于，所述终端设备具体用于执行如下步骤：

将所述支持渲染的数据结构的节点列表转换为新的mesh面。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上权利要求1～5中任一项所述的线框渲染方法。