CN113240788A - 三维数据的传输和接收方法、设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种三维数据的传输和接收方法、计算设备和计算机可读存储介质。提供了一种由计算设备实现的三维数据的传输方法，包括：将待传输的三维数据模型通过共形映射栅格化成一个或多个二维图像，其中三维数据模型用于表征三维物体；对二维图像进行压缩；以及向其他设备传输压缩后的二维图像。本公开的方案通过优化数据格式，由此可以实现数据传输量的减少，从而提高传输效率。

Description

三维数据的传输和接收方法、设备和计算机可读存储介质

技术领域

本公开涉及图像学领域，更具体地，涉及三维数据的传输和接收。

背景技术

大规模的几何数据(例如，三维数据)在网络中传输需要消耗大量的带宽。目前主要有两大类解决方案，一为在服务器端渲染，将结果传输至客户端；另一为传输数据至客户端，由客户端渲染。两种解决方案各有优缺点，也存在各自的瓶颈。

例如，在第二种方案中，由于几何数据的数据量通常较大，因此希望能够减少数据传输量，提高传输效率。

发明内容

鉴于此，本公开实施例的各方面提供了三维数据的传输和接收方案。根据本公开的实施例，大规模的三维数据可以栅格化成二维图像，由此在传输时可以使用通常可以应用于二维图像的压缩方法，从而有效减少数据传输量，提高传输效率。

在第一方面，本公开提供了一种由计算设备实现的三维数据的传输方法。该方法包括：将待传输的三维数据模型通过共形映射栅格化成一个或多个二维图像，其中所述三维数据模型用于表征三维物体；对所述二维图像进行压缩；以及向其他设备传输压缩后的二维图像。

在一些实施例中，将待传输的三维数据模型通过共形映射栅格化成一个或多个二维图像包括：将所述三维数据模型划分成若干个拓扑四边形块；将每个四边形块共形地映射到一个标准矩形上；以及将每个标准矩形使用一个二维图像来表示。

在一些实施例中，每个拓扑四边形块是只有一个边界的流形。

在一些实施例中，将每个四边形块共形地映射到一个标准矩形上包括：使用曲面里奇流方法将四边形块映射到标准矩形上。

在一些实施例中，使用曲面里奇流方法将四边形块映射到标准矩形上包括：基于标准矩形设置目标曲率；构造并优化离散熵能量，以得到目标平直度量；以及将所述拓扑四边形块等距地嵌入到所述标准矩形中。

在一些实施例中，所述二维图像包含以下至少一项属性信息：所述三维数据模型的颜色和贴图。

在一些实施例中，将待传输的三维数据模型通过共形映射栅格化成一个或多个二维图像包括：从所述三维数据模型中获取表示三维物体的表面几何结构的多边形网面；沿着切割路径集合将所述多边形网面切开，以形成具有圆盘拓扑的新网面；将所述新网面参数化到二维图像的矩形域上；以及在所述二维图像的矩形域上对所述多边形网面的几何结构进行采样。

在一些实施例中，所述多边形网面是二维流形网面。

在一些实施例中，所述切割路径集合基于所述多边形网面中的极值位置确定以使得所述切割路径集合中的切割路径穿过所述多边形网面中尽可能多的极值位置。

在一些实施例中，将所述新网面参数化到二维图像的矩形域上包括：对边界进行参数化处理，以使得切割线上的每个切割节点都映射到矩形边界上的网格点上，并且切割路径配对在矩形边界上分配有相同的长度。

在一些实施例中，该方法还包括在所述二维图像的矩形域上对所述多边形网面的曲面属性进行采样以形成曲面属性映射图，其中所述曲面属性包括以下至少一项：颜色、贴图和法向。

在第二方面，本公开提供了一种由计算设备实现的三维数据的接收方法。该方法包括：接收表示三维数据模型的一个或多个压缩二维图像，其中所述三维数据模型用于表征三维物体；对所述压缩二维图像进行解压缩；以及利用解压缩后的图像对所述三维物体进行渲染。

在一些实施例中，利用解压缩后的图像对所述三维物体进行渲染包括：利用解压缩后的图像对所述三维数据模型进行数据恢复；将图像的属性信息与所述三维数据模型进行对应关联；以及利用所述三维数据模型进行渲染。

在一些实施例中，利用解压缩后的图像对所述三维数据模型进行数据恢复包括：将每个二维图像映射到一个拓扑四边形块；将所述拓扑四边形块进行组合，以生成所述三维数据模型。

在一些实施例中，将每个二维图像映射到一个拓扑四边形块包括：使用曲面里奇流方法将所述二维图像映射到拓扑四边形块上，其中所述二维图像的各像素颜色信息对应于拓扑四边形块的几何结构坐标信息。

在第三方面，本公开提供了一种计算设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序代码，当所述计算机程序代码被执行时，使得所述处理器执行如本公开第一方面任一实施例所述的方法或者执行如本公开第二方面任一实施例所述的方法。

在第四方面，本公开提供了一种计算机可读存储介质，其上存储由计算机可读指令，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，实现如本公开第一方面任一实施例所述的方法，或者实现如本公开第二方面任一实施例所述的方法。

通过如上提供的三维数据的传输和接收方法、计算设备和计算机可读存储介质，本公开的方案通过优化数据格式，例如将三维数据栅格化成二维图像，从而在传输时可以使用通常应用于二维图像的压缩编码方法，由此可以实现数据传输量的减少，从而提高传输效率。在一些实施例中，通过将三维数据传输到客户端进行渲染，使得服务器的工作相对简单，可同时处理大量的请求信息，能够提供即时的响应反馈。进一步地，在一些实施例中，通过分离数据类型，例如三维数据中的颜色和贴图等信息，可以进一步实现减少数据传输量的目的。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分其中：

图1示出了其中可以实施根据本公开实施例的传输和/或接收三维数据的方案的示例性系统；

图2示出了根据本公开实施例的由计算设备实现的三维数据的传输方法的示例流程图；

图3示出了根据本公开一个实施例的栅格化方法的示例流程图；

图4示出了根据本公开另一实施例的栅格化方法的示例流程图；以及

图5示出了根据本公开实施例的由计算设备实现的三维数据的接收方法的示例流程图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域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，都属于本公开保护的范围。

应当理解，本公开的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本公开的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本公开说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的，而并不意在限定本公开。如在本公开说明书和权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。还应当进一步理解，在本公开说明书和权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

下面结合附图来详细描述本公开的具体实施方式。

图1示出了其中可以实施根据本公开实施例的传输和/或接收三维数据的方案的示例性系统100。

如图1所示，系统100包括服务器110和客户端120。服务器110可以是用于提供三维数据的任何计算设备，例如可以包括但不限于地理信息服务器、三维游戏服务器、多媒体信息服务器等。客户端120可以是需要呈现三维物体的任何计算设备，例如可以包括但不限于平板电脑、智能终端、PC设备、物联网终端、移动终端、手机、导航仪、视觉终端等等。

如前面所提到的，取决于渲染发生在客户端还是服务器端，可以有基于客户端的渲染和基于服务器端的渲染。在本公开实施例中，主要应用于基于客户端的渲染场景。因此，下文的描述主要针对这种场景。

在基于客户端的渲染场景中，客户端120可以向服务器110发送简单的请求信息。服务器110响应于客户端120的请求，向客户端120发送三维数据，例如，用于描述三维物体和/或场景的信息。客户端120接收到三维数据后，可以利用该三维数据进行渲染。三维渲染通常可以分为两种：实时渲染(例如，三维游戏等应用)和离线渲染(例如，动画电影等应用)。

三维数据代表三维物体和/或场景的三维数据模型。通常，三维数据模型可以基于物体的面和/或体来构模。基于体的构模，不仅可以给出物体的表面特征，而且也可以给出物体的内部特征。基于面的构模仅给出物体的表面特征。基于体的构模和基于面的构模合称为几何模型构模。由于三维数据需要表达更丰富的信息，因此三维数据的数据量通常较大。大规模的几何数据在服务器110与客户端120之间的网络中传输需要消耗大量的带宽，因此期望对此进行改进。

图2示出了根据本公开实施例的由计算设备实现的三维数据的传输方法200的示例流程图。在此实施例中，计算设备例如可以是图1所示的服务器110。

如图2所示，方法200开始于步骤S210，将待传输的三维数据模型通过共形映射栅格化成一个或多个二维图像，其中该三维数据模型表征三维物体。需要理解的是，这里描述的三维数据模型表示的是三维物体的数字化表示，该三维数据模型可以被计算机读取、分析、处理，并能够根据这些分析和处理结果来得到期望的结果。

相对于三维数据而言，对二维图像的处理(无论是硬件还是软件方面)已经存在很多成熟的技术。因此，将三维数据栅格化成二维图像，可以有利于后续的处理，例如压缩和传输。

另一方面，二维图像还需要还原成三维数据，以供进行其他处理，例如渲染，因此需要尽量保留原来三维数据的信息。在本公开的实施例中，采用共形映射将三维数据栅格化成一个或多个二维图像。后面将详细描述本公开实施例的共形映射方式的栅格化方法。

在一些实施例中，这些二维图像可以是一个或多个图像帧。在另一些实施例中，这些二维图像可以是一段视频流。

接着，在步骤S220中，对转换得到的二维图像进行压缩。由于在步骤S210中已经将三维数据转化为二维图像，例如可以是一帧帧的图像，也可以是由多个图像帧组成的一段视频流，因此在步骤S220中可以使用行业中已有的压缩方法来对二维图像进行压缩。例如，可以使用行业标准算法，比如图片压缩、视频流压缩等技术，对该二维图像进行压缩，以减小将要传输的数据量。静止图像压缩标准例如包括静态图像专家组JPEG标准，其主要包括DCT、向量量化法、Huffman编码法、基于小波的压缩算法等。视频流压缩标准例如包括运动图像压缩标准MPEG、视频通信编码标准H.261等，其主要包括具有运动补偿的帧间压缩编码、DCT、熵编码等技术。本领域技术人员可以理解，本公开实施例在此方面没有限制。

最后，在步骤S230中，向其他设备传输压缩后的二维图像。在此示例中，其他设备例如可以是图1所示的客户端120。取决于计算设备与其他设备之间的通信连接，可以通过相应的传输通道传输压缩后的二维图像。例如，通信连接可以是有线连接和/或无线连接，本公开实施例在此方面没有限制。

从上面的描述可知，由于表征三维对象(物体和/或场景)的三维数据模型被栅格化成二维图像，并利用针对二维图像的现有压缩技术进行压缩，因此可以大大地减少传输时的数据量，从而提高传输效率。在基于客户端的渲染场景中，传输效率的提高也可以相应地提高客户端处的渲染速度。

图3示出了根据本公开一个实施例的栅格化方法300的示例流程图。本领域技术人员可以理解，图3的方法300可以在图2的步骤S210中执行，以将三维数据模型栅格化成二维图像。在此栅格化方法300，使用了曲面里奇流(Ricci Flow)方法来进行共形映射。

如图3所示，在步骤S310中，将三维数据模型划分成若干个拓扑四边形块。

如前面所提到的，三维数据模型可以基于物体的面和/或体来构模，也即几何模型构模。三维物体的表面几何结构可以利用不规则多边形网面进行建模，例如，三角形网面或四边形网面等等。在此实施例中，三维数据模型基于拓扑四边形块来构模。进一步地，在一些实施例中，这些拓扑四边形块是只有一个边界的流形。

可以采取多种方式来划分三维数据模型，例如基于业务逻辑将三维数据模型划分成若干个独立三角网(拓扑四边形)，每个独立网格是只有一个边界的流形。本领域技术人员可以理解，还可以采取其他方式划分拓扑四边形块，本公开在此方面没有限制。

接着，在步骤S320中，将每个拓扑四边形块共形地映射到一个标准矩形上。在此步骤中，可以使用离散曲面里奇流(Ricci Flow)方法来实现拓扑四边形块到标准矩形的共形映射。

每个曲面的信息通常包含拓扑信息和几何信息。拓扑信息是由曲面的亏格和边界所决定的。几何信息指的是定义在曲面上的度量。如前面所提到，在计算机图形学领域中，通常采用三角形网面来表示三维数据模型中的离散曲面模型，其中三角形边与边之间的连接关系表示了网络模型的拓扑结构，每条边的长度表示了网格的离散度量。曲面的映射过程也可以称为变形过程，其实际上就是不断改变曲面自身度量的一个过程。

Ricci Flow方法的基本思想是：从起始度量和其诱导的Ricci曲率出发，不断地共形改变曲面的度量，直到最后的度量能够导出预先给定的目标曲率。

在本公开一个实施例中，通过Ricci Flow方法，将每个拓扑四边形块共形地映射到一个标准矩形上。也即，通过Ricci Flow方法，可以计算出从拓扑四边形块到标准矩形的共形映射函数。

具体地，由于目标曲率由标准矩形决定，因此可以将所有内点的目标曲率设为0，四个角点的目标曲率设为π/2，其他边界点的目标曲率为0。接着，可以构造并优化离散熵能量，从而得到目标平直度量。最后，可以将离散曲面(也即此处的拓扑四边形块)依次逐步平铺(等距地嵌入)到常曲率空间(也即此处的标准矩形)中。

最后，在步骤S330中，将每个标准矩形使用一个二维图像来表示。

通过前面的步骤，已经将表示三维数据模型的拓扑四边形块映射到标准矩形上，因此可以使用二维图像的表示方式来表示该标准矩形。例如，彩色二维图像可以根据不同的色彩空间来表示图像，例如RGB、HUV色彩空间等等。由此，可以将表示三维数据模型的拓扑四边形块栅格化成点阵图，例如[x,y,z]数据值的m×n阵列。此时，图像的颜色信息对应于曲面(例如，拓扑四边形)中几何结构的坐标信息，都可以使用例如三个浮点数来表示。在一些实施例中，二维图像还可以包含以下至少一项属性信息：三维数据模型的颜色和贴图。

图4示出了根据本公开另一实施例的栅格化方法400的示例流程图。本领域技术人员可以理解，图4的方法400可以在图2的步骤S210中执行，以将三维数据模型栅格化成二维图像。

如图4所示，在步骤S410中，从三维数据模型中获取表示三维物体的表面几何结构的多边形网面。如前面所提到的，三维数据模型可以基于物体的面和/或体来构模，也即几何模型构模。三维物体的表面几何结构可以利用不规则多边形网面进行建模，例如，三角形网面或四边形网面等等。一般地，三角形网面是指由顶点、边和三角片构成的集合。三角形网面模型的数据结构(也即，三维数据)通常采用顶点表和三角形表来组织。其中，顶点表记录顶点的信息，例如包括顶点的位置、法向、材质等；而三角形表记录每个三角形三个顶点的标号。

在一些实施例中，所获取的多边形网面是二维流形网面。

接着，在步骤S420中，沿着切割路径集合将该多边形网面切开，以形成具有圆盘拓扑的新网面。

具体地，可以假设一个多边形网面M，沿着网面M中的一组边构成的切割路径集合，将该多边形网面M切开，将网面M展开到拓扑圆盘上，从而形成具有圆盘拓扑的新网面M’。

为了产生M’，将切割线c中的每个非边界边拆分成两个边界边，以形成打开的切割线c’。打开的切割线c’的有向环是M’的边界。如果c’中的两条边是从c中的边拆分而来的，则这两条边配对。

在一些实施例中，切割线c中价为k的顶点v在c’中复制成k个顶点。在切割中，c中具有价k不等于2的顶点称为切割节点。切割路径是环c’中两个有序切割节点之间的边界边和顶点的集合。每条切割路径具有由其边的配对限定的配对(除非它的边在c中是边界边)。

切割路径的选取会影响后续重构多边形网面。因此，在一些实施例中，合适的切割路径集合可以通过迭代方式来确定。例如，可以任意设置初始切割线，接着基于该初始切割线确定后续步骤中的参数化度量，根据优化参数化度量的方式，调整初始切割线，反复执行上述过程，直到使得参数化度量最优。

在另一些实施例中，可以基于多边形网面M中的极值位置确定切割路径，使得切割路径集合中的切割路径穿过多边形网面M中尽可能多的极值位置。这些极值位置例如可以是具有高曲率的顶点、具有大的几何拉伸的区域等等。本领域技术人员可以理解，此确定切割路径的方式也可以应用于上面的迭代方式中，例如在调整初始切割线时，可以相应地增加穿过多边形网面M中的极值位置的切割路径。

接着，在步骤S430中，将该新网面参数化到二维图像的矩形域上。

假设D是二维图像的域单位矩形。所谓的参数化是单位矩形D与新网面M’之间的分段线性映射，其定义为将域坐标与M’中的每个网面顶点相关联。域D具有直线m×n网格，其中网格点具有坐标(i/(m-1)，j/(n-1))，其中i＝0..m-1,j＝0..n-1。

可以采用各种参数化方法。在一些示例中，可以使用几何拉伸参数化方法。在另一些示例中，可以使用保形参数化方法。

可选的或附加的，在一些实施例中，在参数化时，对边界进行参数化处理，以使得后续重构的曲面完全匹配切线，从而避免裂缝。在边界参数化中，切割线c’上的每个切割节点都映射到单位矩形D的边界上的网格点上。此外，切割路径配对在相同的表面点上进行采样以避免裂缝。换言之，切割路径配对在D的边界上分配有相同的长度。

最后，在步骤S440中，在二维图像的矩形域上对网面的几何结构进行采样。可以对域D中的网格点处的参数化进行评估，从而对网面的几何结构采样。由此，可以将表示三维物体的表面几何结构的多边形网面栅格化成点阵图，例如[x,y,z]数据值的m×n阵列。

可选的或附加的，还可以对其他曲面属性进行采样，以生成曲面属性映射图。这些曲面属性例如可以包括但不限于，颜色、贴图、法向等。例如，如果后期的渲染中需要使用法向映射，则还可以类似地创建另一二维阵列，其由法向值[nx,ny,nz]构成。

上面参考图2-图4描述了本公开实施例的三维数据的传输方法。相应地，本公开还提供了三维数据的接收方法。

图5示出了根据本公开实施例的由计算设备实现的三维数据的接收方法500的示例流程图。在此实施例中，计算设备例如可以是图2所示的客户端120。

如图5所示，方法500开始于步骤S510，接收表示三维数据模型的一个或多个压缩二维图像，其中三维数据模型用于表征三维物体。本领域技术人员可以理解，接收的二维图像例如是前面参考图2-4描述的方法所生成的，此处不再赘述。

接着，在步骤S520中，对压缩的二维图像进行解压缩。二维图像的压缩和解压缩方法都可以采用本领域已经成熟的技术，因此此处不再详细描述。

最后，在步骤S530中，利用解压缩后的图像对三维物体进行渲染。

在一些实施例中，利用解压缩后的图像对三维物体进行渲染可以包括：利用解压缩后的图像对三维数据模型进行数据恢复；将图像的属性信息与三维数据模型进行对应关联；以及利用该三维数据模型进行渲染。

取决于发射端(例如，图1的服务器110)所采用的三维数据模型到二维图像的转换方法，可以采取对应的方法根据二维图像来对三维数据模型进行数据恢复。由于前面描述的三维数据模型到二维图像的转换方法都是一一对应的，因此，从二维图像也可以直接逆向对应回三维数据模型。此时，图像的颜色信息对应于曲面(例如，拓扑四边形)中几何结构的坐标信息，都使用例如三个浮点数来表示，因此可以通过反向操作变换回原来的几何结构。

例如，在采用Ricci flow方法将三维数据模型映射到二维图像的实施例中，当进行反向转换时，在一些实施例中，将解压缩后的图像转换成三维数据模型可以包括：根据Ricci flow方法将每个二维图像映射到一个拓扑四边形块；将这些拓扑四边形块进行组合，以生成三维数据模型。

从上面的描述可知，由于表征三维对象(物体和/或场景)的三维数据模型被栅格化成二维图像，并利用针对二维图像的现有压缩技术进行压缩，因此可以大大地减少传输时的数据量，从而提高传输效率。在基于客户端的渲染场景中，传输效率的提高也可以相应地提高客户端处的渲染速度。

示例性装置

所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

在一些可能的实施方式中，根据本公开实施方式的用于传输和/或接收三维数据的装置可以包括至少一个处理单元、以及至少一个存储单元。其中，存储单元存储有程序代码，当程序代码被处理单元执行时，使得处理单元执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的用于传输和/或接收三维数据的方法中的步骤。

示例性程序产品

在一些可能的实施方式中，本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在设备上运行时，所述程序代码用于使设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的用于传输和/或接收三维数据的方法中的步骤。

程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示意性的并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本公开的精神和原理，但是应该理解，本公开并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (17)

1.一种由计算设备实现的三维数据的传输方法，包括：

将待传输的三维数据模型通过共形映射栅格化成一个或多个二维图像，其中所述三维数据模型用于表征三维物体；

对所述二维图像进行压缩；以及

向其他设备传输压缩后的二维图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，将待传输的三维数据模型通过共形映射栅格化成一个或多个二维图像包括：

将所述三维数据模型划分成若干个拓扑四边形块；

将每个四边形块共形地映射到一个标准矩形上；以及

将每个标准矩形使用一个二维图像来表示。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，每个拓扑四边形块是只有一个边界的流形。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，将每个四边形块共形地映射到一个标准矩形上包括：

使用曲面里奇流方法将四边形块映射到标准矩形上。

5.根据权利要求4所述的方法，其中使用曲面里奇流方法将四边形块映射到标准矩形上包括：

基于标准矩形设置目标曲率；

构造并优化离散熵能量，以得到目标平直度量；以及

将所述拓扑四边形块等距地嵌入到所述标准矩形中。

6.根据权利要求2-5任一所述的方法，其中，所述二维图像包含以下至少一项属性信息：所述三维数据模型的颜色和贴图。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，将待传输的三维数据模型通过共形映射栅格化成一个或多个二维图像包括：

从所述三维数据模型中获取表示三维物体的表面几何结构的多边形网面；

沿着切割路径集合将所述多边形网面切开，以形成具有圆盘拓扑的新网面；

将所述新网面参数化到二维图像的矩形域上；以及

在所述二维图像的矩形域上对所述多边形网面的几何结构进行采样。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多边形网面是二维流形网面。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述切割路径集合基于所述多边形网面中的极值位置确定以使得所述切割路径集合中的切割路径穿过所述多边形网面中尽可能多的极值位置。

10.根据权利要求7-9任一所述的方法，其中将所述新网面参数化到二维图像的矩形域上包括：

对边界进行参数化处理，以使得切割线上的每个切割节点都映射到矩形边界上的网格点上，并且切割路径配对在矩形边界上分配有相同的长度。

11.根据权利要求7-10任一所述的方法，还包括在所述二维图像的矩形域上对所述多边形网面的曲面属性进行采样以形成曲面属性映射图，其中所述曲面属性包括以下至少一项：颜色、贴图和法向。

12.一种由计算设备实现的三维数据的接收方法，包括：

接收表示三维数据模型的一个或多个压缩二维图像，其中所述三维数据模型用于表征三维物体；

对所述压缩二维图像进行解压缩；以及

利用解压缩后的图像对所述三维物体进行渲染。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，利用解压缩后的图像对所述三维物体进行渲染包括：

利用解压缩后的图像对所述三维数据模型进行数据恢复；

将图像的属性信息与所述三维数据模型进行对应关联；以及

利用所述三维数据模型进行渲染。

14.根据权利要求13所述的方法，其中利用解压缩后的图像对所述三维数据模型进行数据恢复包括：

将每个二维图像映射到一个拓扑四边形块；

将所述拓扑四边形块进行组合，以生成所述三维数据模型。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，将每个二维图像映射到一个拓扑四边形块包括：

使用曲面里奇流方法将所述二维图像映射到拓扑四边形块上，其中所述二维图像的各像素颜色信息对应于拓扑四边形块的几何结构坐标信息。

16.一种计算设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序代码，当所述计算机程序代码被执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-11任一所述的方法或者执行如权利要求12-15任一所述的方法。

17.一种计算机可读存储介质，其上存储由计算机可读指令，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1-11任一所述的方法，或者实现如权利要求12-15任一所述的方法。

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