CN112381931A - 一种基于json数据生成3d场景的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于JSON数据生成3D场景的方法，包括如下步骤：定义不同场景的JSON文件；制作不同场景需要的模型与贴图；解析不同场景文件中JSON数据，并生成相应对象；计算对象的模型信息；构建对象生成场景模型；添加对象生成的场景模型至THREEJS的场景对象中。本发明能够降低创建以及修改3D场景的成本，即时修改即时生效，即使是不会建模软件的人员也能轻易的修改3D场景。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于JSON数据生成3D场景的方法。
背景技术
大部分3D场景都是通过3DSMax等建模软件，由专业人员来制作的，并不是每个人都能掌握这门技术，然而行业的需求随时变化的，这就涉及到创建并修改3D场景，相关的程序也有要进行变动，测试、发布与部署等，一系列流程下来，时间跟人员成本花费高。
为此，本领域迫切需要开发出一种能够适合非专业人员也能创建模型并实时修改场景的新的生成3D场景的方法。
发明内容
本发明之目的是提供一种基于JSON数据生成3D场景的方法，其能够解决现有的3D场景生成需要专业人员通过3DSMax等建模软件来建模，存在时间与人员成本花费较高的技术问题。
本发明提供一种基于JSON数据生成3D场景的方法，包括如下步骤：
定义不同场景的JSON文件；
制作不同场景需要的模型与贴图；
解析不同场景文件中JSON数据，并生成相应对象；
计算对象的模型信息；
构建对象生成场景模型；
添加对象生成的场景模型至THREEJS的场景对象中。
优选地，还包括步骤：
基于THREEJS下载或者自动绘制模型来生成3D场景。
优选地，所述制作不同场景需要的模型与贴图包括如下步骤：
根据不同场景文件中模型信息，用软件制作模型，并导出为GLTF格式模型；或者，从网上下载制作好的GLTF格式模型；
根据不同场景文件中字段里的图片信息，制作相应的贴图。
优选地，所述制作不同场景需要的模型与贴图还包括如下步骤：
将制作好的所述GLTF格式模型与贴图存放至同一目录中。
优选地，所述制作不同场景需要的模型与贴图还包括如下步骤：
将制作好的所述GLTF格式模型与贴图部署至网络服务器上。
优选地，不同场景模型中的每个对象继承于基类，所述基类包括加载器模块、计算器模块与构建器模块，
所述加载器模块用来解析JSON数据里对应的字段；
所述计算器模块用来计算对象的模型信息；
所述构建器模块用来生成具体的模型。
优选地，所述解析不同场景文件中JSON数据，并生成相应对象包括：
通过所述加载器模块解析JSON数据里对应的字段；
根据字段里的内容创建对象。
优选地，所述计算对象的模型信息包括：
调用不同对象对应的所述计算器模块根据不同参数信息计算模型信息；
所述计算器模块会生成对应的对象信息，称为“网格”对象。
优选地，所述构建对象生成场景模型包括：
调用不同对象对应的所述构建器模块计算具体的场景模型；
将所述“网格”对象填充到THREEJS的“几何体”与“材质”对象里，创建基于THREEJS的“网格”对象。
优选地，所述网格对象包括三角面的索引值、引用的资源、具体的顶点、贴图坐标、第二套贴图坐标与法线。
本发明提供的一种基于JSON数据生成3D场景的方法，相比于现有技术具有如下有益效果：
1、本发明能够降低创建以及修改3D场景的成本，即时修改即时生效，即使是不会建模软件的人员也能轻易的修改3D场景。
2、本发明能够使得非专业3DSMax人员也能快速创建并修改3D场景，降低了开发相关3D程序的成本，部署以及实施流程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅用于解释本发明的构思。
图1为本发明的一种基于JSON数据生成3D场景的方法的流程示意图；
图2为园区中的场景数据JSON文件具体格式框架示意图；
图3为图2中楼层数据JSON文件具体格式框架示意图。
具体实施方式
在下文中，将结合附图描述本发明的一种基于JSON数据生成3D场景的方法的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括对在此记载的实施例做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
如图1所示，本发明提供了一种基于JSON数据生成3D场景的方法，包括如下步骤：
定义不同场景的JSON文件；
制作不同场景需要的模型与贴图；
解析不同场景文件中JSON数据，并生成相应对象；
计算对象的模型信息；
构建对象生成场景模型；
添加对象生成的场景模型至THREEJS的场景对象中。
在本发明的进一步实施例中，本发明的一种基于JSON数据生成3D场景的方法还可以包括步骤：
基于THREEJS下载或者自动绘制模型来生成3D场景。
如图2所示，以园区场景数据为例说明，园区中的场景数据JSON文件具体格式包括建筑、室外(不包括建筑内的物体)、贴图库与模型库。其中，根据该园区场景数据结构可以实现对象的层级结构以及父子关系。建筑数据包括楼层、以及建筑本身的位置、旋转、缩放信息，楼层数据包括手绘墙、模型墙、墙角、房间与物体，室外(不包括建筑内的物体)场景数据也包括手绘墙、模型墙、墙角、房间与物体。贴图库中的图片数据包括ID(唯一标识)、格式(图片的格式PNG、JPG等)，模型库的模型数据包括ID(唯一标识)、尺寸(模型的长宽高)、版本号(模型更新时需要维护一个版本号，以确保场景加载时使用正确的模型)。
如图3所示，以楼层数据为例说明，墙分为手绘墙和模型墙，手绘墙数据包含ID(唯一标示)、左边贴图索引、右边贴图索引(左右贴图索引均指向贴图库)、开始墙角索引、结束墙角索引(墙角的索引均指向该楼层的墙角数据)，模型墙数据包含ID(唯一标识)、模型索引(索引指向模型库)、开始墙角索引、结束墙角索引(墙角的索引均指向该楼层的墙角数据)；墙角数据包含位置信息；物体数据包含ID(唯一标示)、模型索引(索引指向模型库)、位置、旋转和缩放；房间数据包含ID(唯一标识)、围绕点信息(房间四周墙角的点信息)、贴图索引(索引指向贴图库)。
在本发明的进一步实施例中，制作不同场景需要的模型与贴图包括如下步骤：
根据不同场景文件中模型信息，用软件制作模型，并导出为GLTF格式模型；或者，从网上下载制作好的GLTF格式模型；
根据不同场景文件中字段里的图片信息，制作相应的贴图。
其中，可以根据场景文件中“模型库”字段里的模型信息，用3DSMax等软件制作模型，并导出为GLTF格式文件，或者从网上下载制作好的GLTF格式模型也可以。以及，根据场景文件里“贴图库”字段里的图片信息，制作相应的贴图。
贴图的定义如下，贴图为3D影视动画以及游戏制作过程中的一个环节，即用ps等平面软件制作材质平面图，覆于利用Maya、3DMax等3D制作软件建立的立体模型上的过程。
在本发明的进一步实施例中，制作不同场景需要的模型与贴图还包括如下步骤：
将制作好的GLTF格式模型与贴图存放至同一目录中；或者，将制作好的GLTF格式模型与贴图部署至网络服务器上。
其中，GLTF：代表Graphics Language Transmission Format(图形语言传输格式)，这种跨平台格式已成为Web上的3D对象标准。它由OpenGL和Vulkan背后的3D图形标准组织Khronos所定义，这使得GLTF基本上成为3D模型的JPG格式，Web导出的通用标准。
基类：在面向对象设计中，被定义为包含所有实体共性的CLASS类型，被称为“基类”。
在本发明的进一步实施例中，不同场景模型中的每个对象继承于基类，基类包括加载器模块、计算器模块与构建器模块，加载器模块用来解析JSON数据里对应的字段，计算器模块用来计算对象的模型信息，构建器模块用来生成具体的模型。
在本发明的进一步实施例中，解析不同场景文件中JSON数据，并生成相应对象包括：
通过加载器模块解析JSON数据里对应的字段；
根据字段里的内容创建对象。
具体地，以园区场景为例说明，解析不同场景文件中JSON数据，并生成相应对象包括如下步骤：
a)、根据“室外”里的内容，创建室外的墙、房间以及物体等对象；
b)、根据“建筑”里的内容的楼层，创建楼层对象，获取位置、旋转、缩放信息；根据“楼层”的内容，创建室外的墙、房间以及物体等对象；
1)、墙分两类，一种是程序自动填充的点的墙，称为手绘墙，这类墙的两面可以贴不同的贴图；另一个类墙是模型墙，是模型按照墙的长度以及朝向，用多个相同的模型拼接而成；
解析“开始墙角索引”与“结束墙角索引”，从之前加载的墙角中找到墙角，并分别赋值为墙对象的起始墙角与结束墙角；
如果是手绘墙，需要解析墙的“左边贴图索引”与“右边贴图索引”；
如果是模型墙，需要解析“模型索引”；
两类墙还需要解析高度、厚度等参数；
2)、解析房间，房间分为天花板、屋顶、地板，室外的房间是没有天花板跟屋顶的，根据“围绕点信息”，分别生成天花板、屋顶以及地板的模型，根据“贴图索引”找到房间使用的贴图信息；
3)、解析物体，根据“模型索引”字段获取物体要实例化的模型信息，根据“位置”、“缩放”、“旋转”获取对应的信息。
在本发明的进一步实施例中，计算对象的模型信息包括：
调用不同对象对应的计算器模块根据不同参数信息计算模型信息；
计算器模块会生成对应的对象信息，称为“网格”对象。
具体地，以园区场景为例说明，计算对象的模型信息包括如下步骤：
c)、手绘墙的计算器模块需要计算左右两个墙面，以及边缘的面的模型信息，通过起点跟终点来区分左右墙面，站在起点看向终点，左边为左墙面，右边为右墙面；
d)、模型墙的计算器模块需要计算在起点跟终点间需要创建多少个相同的模型；
e)、房间的计算器模块需要根据点信息，来计算地板、天花板以及屋顶等模型信息；
f)、物体的计算器模块需要计算具体要摆放的位置、缩放旋转等信息；
以上计算器模块都会生成一种固定格式的对象信息，称为“网格”对象。
上述网格对象包括三角面的索引值、引用的资源、具体的顶点、贴图坐标、第二套贴图坐标与法线等信息。
在本发明的进一步实施例中，构建对象生成场景模型包括：
调用不同对象对应的构建器模块计算具体的场景模型；
将网格对象填充到THREEJS的“几何体”与“材质”对象里，创建基于THREEJS的网格对象。需要说明的是，THREEJS的“网格”对象与计算器模块里的“网格”对象并不是一个类。
具体地，以园区场景为例说明，构建对象生成场景模型包括如下步骤：
g)、墙的构建，分两种，一种是手绘墙，另一种是模型墙。
手绘墙的构建需要根据起点跟终点墙角的位置，以及高度、厚度、贴图等参数，使用算法计算出顶点、法线、UV、材质等信息，然后使用此信息创建基于THREEJS的网格对象；模型墙的构建，下载用到的模型，根据起点与终点墙角的位置，以及模型的大小，计算需要创建多少个模型，然后根据墙的朝向、高度厚度等，缩放旋转模型；
h)、房间的构建，根据房间的点信息，使用THREEJS的“面几何体”来创建网格，根据贴图来创建材质；
i)、物体的构建，根据引用的模型克隆该模型，设置位置、缩放与旋转；
其中，室外、建筑、楼层都是容器，它们的构建都是先构建其孩子，即上面步骤的构建。
其中，法线：是指始终垂直于某平面的直线。在几何学中，法线指平面上垂直于曲线在某点的切线的一条线，法线也应用于光学的平面镜反射上。
UV：即UV坐标，是指所有的图像文件都是二维的一个平面。水平方向是U，垂直方向是V，通过这个平面的，二维的UV坐标系，可以定位图像上的任意一个像素。
以上对本发明的一种基于JSON数据生成3D场景的方法进行了说明。而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据本发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。
Claims (10)
1.一种基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，包括如下步骤：
定义不同场景的JSON文件；
制作不同场景需要的模型与贴图；
解析不同场景文件中JSON数据，并生成相应对象；
计算对象的模型信息；
构建对象生成场景模型；
添加对象生成的场景模型至THREEJS的场景对象中。
2.根据权利要求1所述的基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，还包括步骤：
基于THREEJS下载或者自动绘制模型来生成3D场景。
3.根据权利要求1所述的基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，所述制作不同场景需要的模型与贴图包括如下步骤：
根据不同场景文件中模型信息，用软件制作模型，并导出为GLTF格式模型；或者，从网上下载制作好的GLTF格式模型；
根据不同场景文件中字段里的图片信息，制作相应的贴图。
4.根据权利要求3所述的基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，所述制作不同场景需要的模型与贴图还包括如下步骤：
将制作好的所述GLTF格式模型与贴图存放至同一目录中。
5.根据权利要求3所述的基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，所述制作不同场景需要的模型与贴图还包括如下步骤：
将制作好的所述GLTF格式模型与贴图部署至网络服务器上。
6.根据权利要求1所述的基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，不同场景模型中的每个对象继承于基类，所述基类包括加载器模块、计算器模块与构建器模块，
所述加载器模块用来解析JSON数据里对应的字段；
所述计算器模块用来计算对象的模型信息；
所述构建器模块用来生成具体的模型。
7.根据权利要求6所述的基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，所述解析不同场景文件中JSON数据，并生成相应对象包括：
通过所述加载器模块解析JSON数据里对应的字段；
根据字段里的内容创建对象。
8.根据权利要求6所述的基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，所述计算对象的模型信息包括：
调用不同对象对应的所述计算器模块根据不同参数信息计算模型信息；
所述计算器模块会生成对应的对象信息，称为网格对象。
9.根据权利要求8所述的基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，所述构建对象生成场景模型包括：
调用不同对象对应的所述构建器模块计算具体的场景模型；
将所述网格对象填充到THREEJS的几何体与材质对象里，创建基于THREEJS的网格对象。
10.根据权利要求8所述的基于JSON数据生成3D场景的方法，其特征在于，所述网格对象包括三角面的索引值、引用的资源、具体的顶点、贴图坐标、第二套贴图坐标与法线。
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Legal Events
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Address after: 100102 No.308, 3rd floor, building 14, Huajiadi Beili, Chaoyang District, Beijing Patentee after: Beijing Youhao Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 100102 No.308, 3rd floor, building 14, Huajiadi Beili, Chaoyang District, Beijing Patentee before: BEIJING YOUNUO TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
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