CN113256780B - 工具体的动态剖切方法、智能终端以及存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工具体的动态剖切方法、智能终端以及存储装置，该工具体的动态剖切方法包括：S101：对工具体进行深度剥离获取预设数量的深度纹理，渲染片元并剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元；S102：遍历场景中的封闭实体，根据封闭实体渲染工具体；S103：判断封闭实体是否遍历完毕，若是，则执行S102，若否，则执行S104；S104：根据预设的颜色或纹理渲染所述工具体。本发明实现了对模型的动态剖切，并能够对剖切面进行填充，生动形象，提高了模型剖切后的识别度，便于观察工具体的内部构造，提高了用户的设计效率。

Description

工具体的动态剖切方法、智能终端以及存储装置

技术领域

本发明涉及模型渲染领域，尤其涉及一种工具体的动态剖切方法、智能终端以及存储装置。

背景技术

在目前3D图像显示应用中，很多情况下需要对物体的3D模型（图像)进行剖面显示，从而方便用户能够更加清楚直观地观察该物体的3D模型（图像)。而现有技术中，要想实现对物体3D模型（图像)的剖面显示，往往需要美术人员事先做好能够显示的剖面的模型和美术资源并存入资源库，这种情况下，使用者只能选择资源库中已经存在的剖面进行显示，而无法任意的对3D模型（图像)进行剖面切割和显示。用户不能根据自身需求对模型进行剖切，难以快速对模型进行动态剖切以及清楚了解模型的内部构造，降低了用户的设计效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种工具体的动态剖切方法、智能终端以及存储装置，通过深度剥离算法获取工具体的深度纹理，并在渲染片元时剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元形成剖切后的实体模型，通过模板测试的方式区分封闭实体上的剖切面、相交剖切面，能够根据用户需求对工具体设置不同的剖切层数，实现了对模型的动态剖切，并能够对剖切面使用指定的纹理或颜色进行填充，生动形象，提高了模型剖切后的识别度，便于观察工具体的内部构造，提高了用户的设计效率。

为解决上述问题，本发明采用的一个技术方案为：一种工具体的动态剖切方法，所述工具体的动态剖切方法包括：S101：对所述工具体进行深度剥离获取预设数量的深度纹理，渲染片元并剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元以形成动态剖切后的实体模型；S102：遍历场景中的封闭实体，根据所述封闭实体渲染所述工具体，其中，根据所述封闭实体渲染所述工具体包括：修改所述封闭实体的像素位置模板值，将通过模板测试的第一像素的模板值置零，所述第一像素为模板值为第一预设值的像素，所述封闭实体为未剖切前的实体模型；S103：判断所述封闭实体是否遍历完毕，若是，则执行S102，若否，则执行S104；S104：根据预设的颜色或纹理渲染所述工具体，其中，渲染所述工具体时将通过模板测试的第二像素的模板值置零，所述第二像素为模板值为第二预设值的像素。

进一步地，所述对所述工具体进行深度剥离获取预设数量的深度纹理的步骤具体包括：将放样生成的工具体渲染至帧缓冲区，根据预设的渲染次数渲染并剥离所述工具体获取预设数量的深度纹理。

进一步地，所述渲染片元并剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元以形成动态剖切后的实体模型的步骤具体包括：获取片元的深度值，判断所述深度值是否位于两层相邻深度纹理的像素的深度值之间；若是，则剔除所述片元；若否，则渲染片元。

进一步地，所述遍历场景中的封闭实体的步骤之前还包括：开启模板测试，并设置模板清除值为预设值，清除模板缓冲区。

进一步地，所述修改所述封闭实体的像素位置模板值的步骤具体包括：关闭面剔除功能以及颜色缓冲区的写入，将所述封闭实体的正面的像素所在位置的模板值减少第三预设值，背面的像素所在位置的模板值增加第三预设值。

进一步地，所述将通过模板测试的第一像素的模板值置零的步骤具体包括：开启正面剔除功能以及颜色缓冲区的写入，并控制模板值为第一预设值的第一像素通过模板测试，将通过模板测试的第一像素的模板值置零。

进一步地，所述根据所述封闭实体渲染所述工具体的步骤具体包括：根据所述封闭实体的颜色或指定纹理渲染所述工具体的每个面。

进一步地，所述将通过模板测试的第二像素的模板值置零的步骤具体包括：开启正面剔除功能以及颜色缓冲区的写入，并控制模板值为第二预设值的第二像素通过模板测试，将通过模板测试的第二像素的模板值置零，所述第二预设值不等于所述第一预设值。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种智能终端，所述智能终端包括处理器、存储器，所述处理器与所述存储器通信连接，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器根据所述计算机程序执行如上所述的工具体的动态剖切方法。

基于相同的发明构思，本发明又提出一种存储装置，所述存储装置存储有程序数据，所述程序数据被用于执行如上所述的工具体的动态剖切方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过深度剥离算法获取工具体的深度纹理，并在渲染片元时剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元形成剖切后的实体模型，通过模板测试的方式区分封闭实体上的剖切面、相交剖切面，能够根据用户需求对工具体设置不同的剖切层数，实现了对模型的动态剖切，并能够对剖切面使用指定的纹理或颜色进行填充，生动形象，提高了模型剖切后的识别度，便于观察工具体的内部构造，提高了用户的设计效率。

附图说明

图1为本发明工具体的动态剖切方法一实施例的流程图；

图2为本发明工具体的动态剖切方法中工具体剖切一实施例的流程图；

图3为本发明工具体的动态剖切方法中剖切面填充一实施例的流程图；

图4为本发明智能终端一实施例的结构图；

图5为本发明存储装置一实施例的结构图。

具体实施方式

为了使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各个实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

请参阅图1-3，其中，图1为本发明工具体的动态剖切方法一实施例的流程图；图2为本发明工具体的动态剖切方法中工具体剖切一实施例的流程图；图3为本发明工具体的动态剖切方法中剖切面填充一实施例的流程图。结合附图1-3对本发明的工具体的动态剖切方法作详细说明。

在本实施例中，执行工具体的动态剖切方法的设备为电脑，在其他实施例中，也可以为虚拟机、云平台、服务器以及其他能够加载实体模型并对其进行渲染的设备。

在一个实施例中，工具体的动态剖切方法包括：

S101：对工具体进行深度剥离获取预设数量的深度纹理，渲染片元并剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元以形成动态剖切后的实体模型。

在本实施例中，对工具体进行深度剥离获取预设数量的深度纹理的步骤具体包括：将放样生成的工具体渲染至帧缓冲区，根据预设的渲染次数渲染并剥离工具体获取预设数量的深度纹理。其中，工具体为不规则工具体。

在一个具体的实施例中，渲染次数为6次，预设数量为12。将草图放样出来的工具体多次渲染到一个帧缓冲区（帧缓冲区可以理解成一个虚拟的屏幕，此处是想利用帧缓冲区得到深度缓冲区，所以不需要真正渲染到屏幕），使用深度剥离算法依次得到最近/最远深度、次近/次远深度、第三近/第三远深度值等。假设工具体每个观察角度的深度层数不超过12层，所以渲染次数设定为六次，得到六层深度纹理。（假设工具体总共有12层，那么每次渲染得到的深度层数依次为1/12，2/11，3/10，4/9，5/8，6/7）可以理解成一边渲染一边剥离，第一次渲染得到每个像素最近最远深度值，第二次就只渲染在最近最远深度值中间的物体面，这样就得到了次近次远深度值，依次进行到第六层，获取六层深度纹理。

在本实施例中，渲染片元并剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元以形成动态剖切后的实体模型的步骤具体包括：获取片元的深度值，判断深度值是否位于两层相邻深度纹理的像素的深度值之间；若是，则剔除片元；若否，则渲染片元。

在一个具体的实施例中，将得到的深度纹理作为输入纹理传入片元着色器，在着色器中计算每个片元的深度是否位于两层深度纹理中像素的深度值的中间，深度纹理为12层，假设在第一层纹理中像素p深度值为x，而在第二层纹理中像素p深度值为y，那这里就是判断某个即将渲染的片元深度值是否在x和y中间。若位于两层相邻的深度纹理之间，则剔除该片元，若否，则正常渲染该片元。遍历工具体的所有片元并相应渲染得到动态剖切后的实体模型。

S102：遍历场景中的封闭实体，根据封闭实体渲染工具体，其中，根据封闭实体渲染工具体包括：修改封闭实体的像素位置模板值，将通过模板测试的第一像素的模板值置零，第一像素为模板值为第一预设值的像素，封闭实体为未剖切前的实体模型。

在本实施例中，封闭实体没有开放面，通过封闭实体的遍历结果渲染工具体。

在本实施例中，遍历封闭实体以及渲染工具体的操作在OpenGL中执行，在其他实施例中，也可以为Vray、Conora、Lumion以及其他能够执行渲染操作的软件或工具。

在本实施例中，遍历场景中的封闭实体的步骤之前还包括：开启模板测试，并设置模板清除值为预设值，清除模板缓冲区。

在一个具体的实施例中，渲染工具为OpenGL，遍历封闭实体前，打开OpenGL的模板测试，设置模板清除值为预定值，清除模板缓冲区。

修改封闭实体的像素位置模板值并渲染封闭实体的步骤具体包括：关闭面剔除功能以及颜色缓冲区的写入，将封闭实体的正面的像素所在位置的模板值减少第三预设值，背面的像素所在位置的模板值增加第三预设值，对封闭实体进行渲染。

在本实施例中，第三预设值为的具体数值根据实际应用需求进行设置。

在一个具体的实施例中，关闭OpenGL的面剔除功能，关闭颜色缓冲区的写入（颜色缓冲区与深度缓冲区类似，都是屏幕或者帧缓冲区的附带缓冲区，深度缓冲区记录每一个像素的深度，颜色缓冲区记录每一个像素的颜色值），将封闭实体正面的像素所在位置的模板值减去第三预设值，背面所在像素位置模板值增加第三预设值。

在本实施例中，将通过模板测试的第一像素的模板值置零的步骤具体包括：开启正面剔除功能以及颜色缓冲区的写入，并控制模板值为第一预设值的第一像素通过模板测试，将通过模板测试的第一像素的模板值置零。第一预设值的大小可根据实际需求设置。

根据封闭实体渲染工具体的步骤具体包括：根据封闭实体的颜色或指定纹理渲染工具体的每个面。

在一个具体的实施例中，渲染工具为OpenGL，开启正面剔除功能，开启颜色缓冲区的写入，使用OpenGL的接口设置模板值等于预定值的像素通过测试。将通过模板测试的像素模板值置零。使用该封闭实体的颜色或者指定纹理，渲染工具体的每个面。通过这种方式实现对剖切后的实体模型中未剖切部分的渲染。

S103：判断封闭实体是否遍历完毕，若是，则执行S102，若否，则执行S104。

判断场景中的封闭实体是否遍历结束，若未结束，则继续遍历剩下的封闭实体，并根据该封闭实体渲染工具体。若结束，则执行下一步。

S104：根据预设的颜色或纹理渲染工具体，其中，渲染工具体时，将通过模板测试的第二像素的模板值置零，第二像素为模板值为第二预设值的像素。

在本实施例中，将通过模板测试的第二像素的模板值置零的步骤具体包括：开启正面剔除功能以及颜色缓冲区的写入，并控制模板值为第二预设值的第二像素通过模板测试，将通过模板测试的第二像素的模板值置零，第二预设值不等于第一预设值。

在本实施例中，第二预设值的实际数值根据实际需求设置。

在一个具体的实施例中，渲染工具为OpenGL，在OpenGL中开启正面剔除功能，开启颜色缓冲区的写入，设置使模板值为第二预设值的像素（这里是指模板缓冲区上的像素，是经过前几轮模板测试后的模板缓冲区）通过测试。将通过模板测试的像素的模板值置零。使用预设的干涉面特定颜色或指定纹理渲染工具体的每个面。通过该方式实现对实体模型中剖切面的填充。

本发明基于图形学算法实现工具体的快速剖切，并能对剖切面可使用对应实体颜色填充，或者指定显示纹理填充，生动形象，且计算简单、实时性高。

有益效果：本发明工具体的动态剖切方法通过深度剥离算法获取工具体的深度纹理，并在渲染片元时剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元形成剖切后的实体模型，通过模板测试的方式区分封闭实体上的剖切面、相交剖切面，能够根据用户需求对工具体设置不同的剖切层数，实现了对模型的动态剖切，并能够对剖切面使用指定的纹理或颜色进行填充，生动形象，提高了模型剖切后的识别度，便于观察工具体的内部构造，提高了用户的设计效率。

基于相同的发明构思，本发明还提出一种智能终端，请参阅图4，图4为本发明智能终端一实施例的结构图，结合图4对本发明的智能终端进行说明。

在本实施例中，智能终端包括处理器、存储器，处理器与存储器通信连接，存储器存储有计算机程序，处理器根据计算机程序执行如上述实施例所述的工具体的动态剖切方法。

有益效果：本发明的智能终端通过深度剥离算法获取工具体的深度纹理，并在渲染片元时剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元形成剖切后的实体模型，通过模板测试的方式区分封闭实体上的剖切面、相交剖切面，能够根据用户需求对工具体设置不同的剖切层数，实现了对模型的动态剖切，并能够对剖切面使用指定的纹理或颜色进行填充，生动形象，提高了模型剖切后的识别度，便于观察工具体的内部构造，提高了用户的设计效率。

基于相同的发明构思，本发明又提出一种存储装置，请参阅图5，图5为本发明存储装置一实施例的结构图。

在本实施例中，存储装置存储有程序数据，该程序数据被用于执行如上述实施例所述的工具体的动态剖切方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端、存储装置和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的终端实施例仅仅是示意性的，例如，功能单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立地产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以通过一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM）、随机存取存储器（英文全称：Random-Access Memory，英文缩写：RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种工具体的动态剖切方法，其特征在于，所述工具体的动态剖切方法包括：

S101：对所述工具体进行深度剥离获取预设数量的深度纹理，渲染片元并剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元以形成动态剖切后的实体模型；

S102：遍历场景中的封闭实体，根据所述封闭实体渲染所述工具体，其中，根据所述封闭实体渲染所述工具体包括：修改所述封闭实体的像素位置模板值，将通过模板测试的第一像素的模板值置零，所述第一像素为模板值为第一预设值的像素，所述封闭实体为未剖切前的实体模型，通过OpenGL对所述工具体进行渲染，使用OpenGL的模板测试对所述像素的模板值进行测试；

S103：判断所述封闭实体是否遍历完毕，若是，则执行S102，若否，则执行S104；

S104：根据预设的颜色或纹理渲染所述工具体，其中，渲染所述工具体时，将通过模板测试的第二像素的模板值置零，所述第二像素为模板值为第二预设值的像素。

2.如权利要求1所述的工具体的动态剖切方法，其特征在于，所述对所述工具体进行深度剥离获取预设数量的深度纹理的步骤具体包括：将放样生成的工具体渲染至帧缓冲区，根据预设的渲染次数渲染并剥离所述工具体获取预设数量的深度纹理。

3.如权利要求1所述的工具体的动态剖切方法，其特征在于，所述渲染片元并剔除深度值位于两层相邻深度纹理之间的片元以形成动态剖切后的实体模型的步骤具体包括：

获取片元的深度值，判断所述深度值是否位于两层相邻深度纹理的像素的深度值之间；

若是，则剔除所述片元；

若否，则渲染所述片元。

4.如权利要求1所述的工具体的动态剖切方法，其特征在于，所述遍历场景中的封闭实体的步骤之前还包括：

开启模板测试，并设置模板清除值为预设值，清除模板缓冲区。

5.如权利要求1所述的工具体的动态剖切方法，其特征在于，所述修改所述封闭实体的像素位置模板值的步骤具体包括：

关闭面剔除功能以及颜色缓冲区的写入，将所述封闭实体的正面的像素所在位置的模板值减少第三预设值，背面的像素所在位置的模板值增加第三预设值。

6.如权利要求1所述的工具体的动态剖切方法，其特征在于，所述将通过模板测试的第一像素的模板值置零的步骤具体包括：

开启正面剔除功能以及颜色缓冲区的写入，并控制模板值为第一预设值的第一像素通过模板测试，将通过模板测试的第一像素的模板值置零。

7.如权利要求1所述的工具体的动态剖切方法，其特征在于，所述根据所述封闭实体渲染所述工具体的步骤具体包括：

根据所述封闭实体的颜色或指定纹理渲染所述工具体的每个面。

8.如权利要求1所述的工具体的动态剖切方法，其特征在于，所述将通过模板测试的第二像素的模板值置零的步骤具体包括：

开启正面剔除功能以及颜色缓冲区的写入，并控制模板值为第二预设值的第二像素通过模板测试，将通过模板测试的第二像素的模板值置零，所述第二预设值不等于所述第一预设值。

9.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括处理器、存储器，所述处理器与所述存储器通信连接，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器根据所述计算机程序执行如权利要求1-8任一项所述的工具体的动态剖切方法。

10.一种存储装置，其特征在于，所述存储装置存储有程序数据，所述程序数据被用于执行如权利要求1-8任一项所述的工具体的动态剖切方法。

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