CN113256782B - 三维模型的生成方法、装置、存储介质、电子设备 - Google Patents

三维模型的生成方法、装置、存储介质、电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三维模型的生成方法、装置、存储介质、电子设备，属于计算机可视化领域。其中，该方法包括：获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，所述几何结构数据包括所述源三维模型的几何顶点坐标数据；根据所述显卡参数确定所述目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸；根据所述最大纹理尺寸合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理；将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型。通过本发明，解决了相关技术在三维模型处理方面纹理精度下降、模型渲染效率较低的技术问题。

Description

三维模型的生成方法、装置、存储介质、电子设备
技术领域
本发明涉及计算机可视化领域，具体而言，涉及一种三维模型的生成方法、装置、存储介质、电子设备。
背景技术
相关技术中,随着网络三维渲染和虚拟现实技术的发展，网络三维应用越来越广泛，在网络三维智慧城市系统中，高精度三维城市模型是构建智慧城市系统的重要数据来源，也是虚拟现实（VR）的重要数据支撑。但是，城市级三维模型数据量通常达到上百GB级，而其中纹理数据量一般远大于几何结构数据量，复杂建筑模型纹理贴图众多且尺寸不一，不仅提高了网络传输时间，而且增加了本地模型载入和渲染批次，降低了三维场景的实时渲染效率。
相关技术中有的一些模型纹理处理方法可以通过计算机程序合并简化三维模型纹理，但是它们没有考虑不同电脑的显卡差异性，模型纹理被合并为一整张纹理，合并完成后由于合并纹理的尺寸大于显卡支持的最大尺寸，需要对纹理进行拉伸和压缩等操作，从而导致纹理精度下降、模型渲染效率较低的技术问题。
针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种三维模型的生成方法、装置、存储介质、电子设备。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种三维模型的生成方法，包括：获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，所述几何结构数据包括所述源三维模型的几何顶点坐标数据；根据所述显卡参数确定所述目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸；根据所述最大纹理尺寸合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理；将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型。
进一步，根据所述最大纹理尺寸，合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理，包括：根据所述最大纹理尺寸创建空白纹理；将所述源三维模型的所述零散纹理填入至所述空白纹理，直到填完所有的所述零散纹理，得到至少一个填充纹理；将所述填充纹理输出为所述合并纹理。
进一步，将所述源三维模型的所述零散纹理填入至所述空白纹理，直到填完所有的所述零散纹理，得到至少一个填充纹理，包括：根据预设最低水平线算法在第一空白纹理中插入所述源三维模型的所述零散纹理，得到第一填充纹理，所述第一填充纹理是已经被所述零散纹理填满的填充纹理，直至所述源三维模型剩余的零散纹理不能被继续填充到所述第一空白纹理；根据预设最低水平线算法在第二空白纹理中插入所述源三维模型剩余的零散纹理，得到第二填充纹理，所述第二填充纹理是未被所述零散纹理填满的填充纹理。
进一步，在得到第二填充纹理之后，所述方法还包括：通过尺寸递减的方法循环比对所述第二空白纹理的填充尺寸的比例，并裁剪所述第二填充纹理中的空白尺寸，直至所述第二空白纹理的尺寸最小，其中，所述第二空白纹理包括所述填充尺寸和所述空白尺寸。
进一步，根据所述最大纹理尺寸，合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理之后，还包括：根据所述显卡参数，计算所述目标电脑的显卡性能值；根据所述显卡性能值，自适应选择层次细节LOD层级算法，其中，LOD层级算法用于按照层级压缩所述合并纹理的图片质量；将所述源三维模型纹理处理为N层；针对每层所述源三维模型纹理，基于LOD基础层级系数，所述显卡性能值以及显卡的最高性能值，计算得到当前层所述源三维模型纹理的压缩比例，所述LOD基础层级系数包括N个子系数，每个子系数对应一层所述源三维模型纹理，其中N为大于等于1的正整数；根据所述压缩比例压缩所述合并纹理的图片质量。
进一步，将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，得到目标三维模型之前，还包括：判断所述几何结构对应的所述合并纹理中所述零散纹理是否为重复纹理；若所述零散纹理为非重复纹理，根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标，若所述零散纹理为重复纹理，将所述重复纹理转换为非重复纹理，再根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述零散纹理部分的目标纹理坐标。
进一步，根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标，包括：采用以下公式计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标：
Figure 819648DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标为（u，v），所述合并纹理的目标纹理坐标为（U，V），所述零散纹理的宽度为w，高度为h，在纹理合并过程中，所述零散纹理被插入到所述合并纹理的（x，y）处，所述合并纹理的宽度为W，高度为H。
根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种三维模型的生成装置，其特征在于，包括：获取模块，用来获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，所述几何结构数据包括所述源三维模型的几何顶点坐标数据；确定模块，用来根据所述显卡参数确定所述目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸；合并模块，用来根据所述最大纹理尺寸合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理；生成模块，用来将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型。
进一步，所述合并模块包括：创建单元，用于根据所述最大纹理尺寸创建空白纹理；填充单元，用于将所述源三维模型的所述零散纹理填入至所述空白纹理，直到填完所有的所述零散纹理，得到至少一个填充纹理；输出单元，用于将所述填充纹理输出为所述合并纹理。
进一步，所述填充单元包括：第一填充子单元，用于根据预设最低水平线算法在第一空白纹理中插入所述源三维模型的所述零散纹理，得到第一填充纹理，所述第一填充纹理是已经被所述零散纹理填满的填充纹理，直至所述源三维模型剩余的零散纹理不能被继续填充到所述第一空白纹理；第二填充子单元，用于根据预设最低水平线算法在第二空白纹理中插入所述源三维模型剩余的零散纹理，得到第二填充纹理，所述第二填充纹理是未被所述零散纹理填满的填充纹理。
进一步，所述填充单元还包括：裁剪子单元，用于在所述第二填充子单元得到第二填充纹理之后，通过尺寸递减的方法循环比对所述第二空白纹理的填充尺寸的比例，并裁剪所述第二填充纹理中的空白尺寸，直至所述第二空白纹理的尺寸最小，其中，所述第二空白纹理包括所述填充尺寸和所述空白尺寸。
进一步，所述装置还包括：第一计算模块，用于将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，得到目标三维模型之前，根据所述显卡参数，计算所述目标电脑的显卡性能值；自适应选择模块，用于根据所述显卡性能值，自适应选择层次细节LOD层级算法，其中，LOD层级算法用于按照层级压缩所述合并纹理的图片质量；分层模块，用于将所述源三维模型纹理处理为N层；第二计算模块，用于针对每层所述源三维模型纹理，基于LOD对应层级阈值系数，所述显卡性能值以及显卡的最高性能值，计算得到当前层所述源三维模型纹理的压缩比例，所述LOD对应层级阈值系数包括N个子系数，每个子系数对应一层所述源三维模型纹理，其中N为大于等于1的正整数；压缩模块，用于根据所述压缩比例压缩所述合并纹理的图片质量。
进一步，所述装置还包括：判断模块，用于将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，得到目标三维模型之前，判断所述几何结构对应的所述合并纹理中所述零散纹理是否为重复纹理；坐标计算模块，用于若所述零散纹理为非重复纹理，根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标，若所述零散纹理为重复纹理，将所述重复纹理转换为非重复纹理，再根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标。
进一步，所述坐标计算模块包括：坐标计算单元，用于采用以下公式计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标：
Figure 478948DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标为（u，v），所述合并纹理的目标纹理坐标为（U，V），所述零散纹理的宽度为w，高度为h，在纹理合并过程中，所述零散纹理被插入到所述合并纹理的（x，y）处，所述合并纹理的宽度为W，高度为H。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，程序运行时执行上述的步骤。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行上述方法中的步骤。
通过本发明，获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，所述几何结构数据包括所述源三维模型的几何顶点坐标数据；根据所述显卡参数确定所述目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸；根据所述最大纹理尺寸合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理；将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型，因为所述合并纹理为所述目标电脑的显卡支持的尺寸，从而所有零散纹理不用被拉伸和压缩，保持了源三维模型零散纹理原有的精度，解决了相关技术在三维模型处理方面纹理精度下降、模型渲染效率较低的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的一种计算机的硬件结构框图；
图2是本发明实施例的一种三维模型的生成方法的流程图；
图3是根据本发明实施例三维模型纹理LOD层级算法原理图；
图4是本发明实施例合并纹理重贴图示意图；
图5是本发明实施例非重复纹理重新计算纹理坐标示意图；
图6是本发明实施例将重复纹理转换为非重复纹理的几何切分处理示意图；
图7是本发明实施例一种重复纹理重新计算纹理坐标示意图；
图8是根据本发明实施例的一种三维模型的生成装置的结构框图；
图9是实施本发明实施例的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，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、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它步骤或单元。
实施例1
本发明实施例一所提供的方法实施例可以在计算机、VR设备、服务器或者类似的数据存储设备中执行。以运行在计算机上为例，图1是本发明实施例的一种计算机的硬件结构框图。如图1所示，计算机可以包括一个或多个（图1中仅示出一个）处理器102（处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置）和用于存储数据的存储器104，可选地，上述计算机还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机的结构造成限定。例如，计算机还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的一种三维模型的生成方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器（Network Interface Controller，简称为NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频（Radio Frequency，简称为RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种三维模型的生成方法，图2是根据本发明实施例的一种三维模型的生成方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，几何结构数据包括源三维模型的几何顶点坐标数据；
在本实施例中，源三维模型是待重新进行贴图的三维模型，可选的，该源三维模型可以是城市三维模型，复杂建筑的三维模型等。
步骤S204，根据显卡参数确定目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸；
可选的，最大纹理尺寸是根据显卡参数，通过三维图形绘制函数API（DirectX或OpenGL）直接获取的显卡支持的最大纹理尺寸。
步骤S206，根据最大纹理尺寸合并源三维模型的零散纹理，得到合并纹理；
可选的，该合并纹理尺寸为显卡支持的最大纹理尺寸。
通常不同显卡支持的最大纹理尺寸不同，当纹理图片的尺寸大于显卡支持的最大纹理尺寸时，需要对纹理图片进行拉伸和压缩等操作。通过根据最大纹理尺寸合并源三维模型的零散纹理，得到合并纹理，所有零散纹理没有被拉伸和压缩，从而保持了源三维模型零散纹理原有的精度。
步骤S208，将合并纹理贴图到源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型。
通过上述步骤，获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，几何结构数据包括源三维模型的几何顶点坐标数据，根据显卡参数确定目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸，根据最大纹理尺寸合并源三维模型的零散纹理，得到合并纹理，将合并纹理贴图到源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型，通过在将源三维模型的零散纹理合并之前，预先获取目标电脑的显卡参数，根据显卡参数确定目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸，再基于最大纹理尺寸合并源三维模型的零散纹理，从而所有零散纹理没有被拉伸和压缩，保持了源三维模型零散纹理原有的精度，解决了相关技术在合并纹理过程中出现的纹理精度下降、模型渲染效率较低的技术问题。
在一个实施方式中，根据最大纹理尺寸，合并源三维模型的零散纹理，得到合并纹理，包括：根据最大纹理尺寸创建空白纹理；将源三维模型的零散纹理填入至空白纹理，直到填完所有的零散纹理，得到至少一个填充纹理；将填充纹理输出为合并纹理。
可选的，将源三维模型的零散纹理填入至空白纹理的前提要求是零散纹理尺寸不大于最大纹理尺寸，该空白纹理长宽尺寸均为最大纹理尺寸。
在本实施例的另一个实施方式中，将源三维模型的零散纹理填入至空白纹理，直到填完所有的零散纹理，得到至少一个填充纹理，包括：根据预设最低水平线算法在第一空白纹理中插入源三维模型的零散纹理，得到第一填充纹理，第一填充纹理是已经被零散纹理填满的填充纹理，直至源三维模型剩余的零散纹理不能被继续填充到第一空白纹理；根据预设最低水平线算法在第二空白纹理中插入源三维模型剩余的零散纹理，得到第二填充纹理，第二填充纹理是未被零散纹理填满的填充纹理。
在一个示例中，零散纹理的数量为10，一个空白纹理可被填充的数量为4，则可以填满两个第一空白纹理，对应的，得到两个第一填充纹理，剩下的2个零散纹理填充在第二空白纹理，得到第二填充纹理。在另一个示例中，在一个示例中，零散纹理的数量为5，一个空白纹理可被填充的数量为4，则可以填满一个第一空白纹理，对应的，得到一个第一填充纹理，剩下的1个零散纹理填充在第二空白纹理，得到第二填充纹理。
在本实施例的一个实施方式中，在得到第二填充纹理之后，本实施例还包括：通过尺寸递减的方法循环比对第二空白纹理的填充尺寸的比例，并裁剪第二填充纹理中的空白尺寸，直至第二空白纹理的尺寸最小，其中，第二空白纹理包括填充尺寸和空白尺寸。
在本实施例中，根据最大纹理尺寸，合并源三维模型的零散纹理，得到合并纹理之后，还包括：根据显卡参数，计算目标电脑的显卡性能值；根据显卡性能值，自适应选择多层次细节（Level Of Details，LOD）层级算法，其中，LOD层级算法用于按照层级压缩合并纹理的图片质量；将源三维模型纹理处理为N层；针对每层源三维模型纹理，基于LOD对应层级阈值系数，显卡性能值以及显卡的最高性能值，计算得到当前层源三维模型纹理的压缩比例，LOD对应层级阈值系数包括N个子系数，每个子系数对应一层源三维模型纹理，其中N为大于等于1的正整数；根据压缩比例压缩合并纹理的图片质量。
可选的，目标电脑的显卡性能值由显卡相关参数决定，通过相关参数计算显卡性能值的公式为：
Figure 874157DEST_PATH_IMAGE002
其中，Q为目标电脑的显卡性能值，CoreCount为显卡核心数，ScalingFactor为比例因子，Frequency为显卡核心频率，InstructionsPerCircle为显卡每周期指令，InstructionCount为显卡指令数。
可选的，以N=3为例，图3是本发明实施例三维模型纹理LOD层级算法原理图,纹理LOD层级算法通过对合并后的纹理进行压缩来构建，其中LOD1为根据显卡支持的最大纹理尺寸合并源三维模型的零散纹理后得到的合并纹理，LOD2至LODN为压缩比例逐渐增大处理后的纹理。根据调研目前市场性能最好的显卡评估值为Qmax，当前显卡性能值为Q，将纹理LOD分为N层，
Figure 954109DEST_PATH_IMAGE003
为对应层级阈值系数，则第LODN层的纹理压缩比例为：
Figure 776571DEST_PATH_IMAGE004
；
由于相关技术中的纹理LOD技术是在处理纹理之前设定固定的压缩层级和比例，没有考虑不同显卡性能的差异性，而本实施例通过显卡性能值自适应选择LOD层级算法，充分发挥高配置显卡的性能优势，同时兼顾低配置显卡的应用需求，既能够保证高性能显卡情况下实现高精细纹理渲染，又能够支持低性能显卡情况下以较低分辨率纹理流畅地显示。
在本实施例的一个实施方式中，将合并纹理贴图到源三维模型的几何结构上，得到目标三维模型之前，还包括：判断几何结构对应的合并纹理中零散纹理是否为重复纹理；若零散纹理为非重复纹理，根据零散纹理在合并纹理中的位置及零散纹理在源三维模型中的原始坐标计算几何结构对应的合并纹理的目标纹理坐标，若零散纹理为重复纹理，将重复纹理转换为非重复纹理，再根据零散纹理在合并纹理中的位置及零散纹理在源三维模型中的原始坐标计算几何结构对应的合并纹理的目标纹理坐标。
图4是本发明实施例合并纹理重贴图示意图，如图4所示，三维模型的零散纹理被合并为单张或多张纹理后，还需要将纹理重新贴图到模型几何上，对于几何网格对应的原始纹理为非重复纹理和重复纹理，重贴图的方法有所不同。
在本实施例的一个实施方式中，根据零散纹理在合并纹理中的位置及零散纹理在源三维模型中的原始坐标计算几何结构对应的合并纹理的目标纹理坐标，包括：采用以下公式计算几何结构对应的合并纹理的目标纹理坐标：
Figure 43604DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，零散纹理在源三维模型中的原始坐标为（u，v），合并纹理的目标纹理坐标为（U，V），零散纹理的宽度为w，高度为h，在纹理合并过程中，零散纹理被插入到合并纹理的（x，y）处，合并纹理的宽度为W，高度为H。
图5是本发明实施例非重复纹理重新计算纹理坐标示意图，如图5所示，三维建筑模型的几何结构中的一个三角形面ABC，其中三角形面ABC中点对应的原始非重复纹理的坐标为（u，v），ABC三个点的坐标分别为（0，1），（1，1），（1，0），原始纹理的宽度为w高度为h。纹理合并过程中，该纹理被插入合并到某张合并纹理的（x，y）处，ABC三个点的坐标分别映射为（0，0.65），（0.5，0.65），（0.5，1）。该合并纹理的宽度为W高度为H。
在本实施例的一个实施方式中，若零散纹理为重复纹理，将重复纹理转换为非重复纹理，具体步骤如下：
步骤S302：提取源三维模型三角面的几何坐标和纹理坐标；
步骤S304：根据三角面的纹理坐标构建二维局部坐标系，用平行于纹理坐标轴间隔为1的直线切割三角面纹理坐标构成的平面三角形，创建切割产生的顶点，并依次计算这些顶点的纹理坐标；
图6是本发明实施例将重复纹理转换为非重复纹理的几何切分处理示意图，如图6所示，三角形ABC为源三维模型几何结构网格中的一个三角面，以几何顶点A、B、C的位置坐标构建三维笛卡尔几何坐标系O-XYZ，顶点坐标依次为(XA, YA, ZA)、(XB, YB, ZB)和(XC,YC, ZC)。以几何顶点A、B、C的纹理坐标构建二维平面坐标系o-uv，相对应的三个顶点a、b、c的纹理坐标依次为(ua, va)、(ub, vb)和(uc, vc)。在二维纹理坐标系中，三个顶点a、b、c构成纹理三角形abc，用平行于u和v轴的间隔为1的直线分别切割纹理三角形abc，切割后的纹理顶点包括以下两种情况：
一种是落在三角形abc内部，设第n行m列平行于坐标轴的直线切割三角形abc得到顶点P的纹理坐标（u,v）为：
Figure 242505DEST_PATH_IMAGE005
；
另一种情况是顶点落在三角形abc的边上，此时又可以分为两种情况：其中一种是该顶点落在第m列平行于坐标轴的直线上，则该顶点P的纹理坐标（u,v）可以通过平行关系得到：
Figure 973700DEST_PATH_IMAGE006
另外一种是该顶点落在第n行平行于坐标轴的直线上，则该顶点P的纹理坐标（u,v）可以通过平行关系得到：
Figure 967064DEST_PATH_IMAGE007
切割产生的纹理顶点落在ac和bc边上的情况计算流程与上述类似，在此不再赘述。
步骤S306：根据顶点的纹理坐标以及原始三角形三个顶点的几何坐标，运用七参数转换法计算切割顶点的几何坐标；
可选的，根据已知的三角形ABC三个顶点的纹理坐标和几何坐标，运用七参数转换方法可以求得几何顶点坐标与纹理坐标的转换关系为：
Figure 721393DEST_PATH_IMAGE008
其中
Figure 458405DEST_PATH_IMAGE009
是顶点P的几何顶点坐标，
Figure 840845DEST_PATH_IMAGE010
是纹理坐标系o-uv原点对应的几何坐标点，u和v是顶点P对应的原始纹理坐标，
Figure 270689DEST_PATH_IMAGE011
和
Figure 512315DEST_PATH_IMAGE013
是和是纹理坐标方向向量参数，scaleX和scaleY是缩放参数；根据切割后顶点的纹理坐标，可以运用以上七参数转换公式计算各顶点对应的几何位置坐标。
步骤S308：重复纹理被切割后，可以根据新生成的几何顶点将原始的重复纹理转换为非重复纹理。
图7是本发明实施例一种重复纹理重新计算纹理坐标示意图，其中，红色部分为三维模型切割前后产生的几何顶点。设顶点P是被第n行m列直线切割生成的，其对应的原始纹理坐标为（u,v），则被裁减后产生的顶点纹理坐标转换为非重复纹理坐标（U,V）为：
Figure 787438DEST_PATH_IMAGE014
；
通过以上步骤S302至S308的计算，将重复纹理转换为了非重复纹理。
基于本实施例的方案，提出了一种三维模型的生成方法，基于显卡性能值和显卡支持的最大纹理尺寸对零散纹理进行处理，既能够保证三维模型的渲染效率，又能够保证模型纹理的可视化精度；同时，针对三维模型几何分别计算原始非重复纹理和重复纹理的新的纹理坐标，对重复纹理通过剖分几何三角形转换为非重复纹理重贴图的方法，显著地提高了三维模型的渲染效率。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，计算机，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
实施例2
在本实施例中还提供了一种三维模型的生成装置，用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图8是根据本发明实施例的一种三维模型的生成装置的结构框图，如图8所示，该装置包括：获取模块80，确定模块82，合并模块84，生成模块86，其中，
获取模块80，用来获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，所述几何结构数据包括所述源三维模型的几何顶点坐标数据；
确定模块82，用来根据所述显卡参数确定所述目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸；
合并模块84，用来根据所述最大纹理尺寸合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理；
生成模块86，用来将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型。
可选的，所述合并模块包括：创建单元，用于根据所述最大纹理尺寸创建空白纹理；填充单元，用于将所述源三维模型的所述零散纹理填入至所述空白纹理，直到填完所有的所述零散纹理，得到至少一个填充纹理；输出单元，用于将所述填充纹理输出为所述合并纹理。
可选的，所述填充单元包括：第一填充子单元，用于根据预设最低水平线算法在第一空白纹理中插入所述源三维模型的所述零散纹理，得到第一填充纹理，所述第一填充纹理是已经被所述零散纹理填满的填充纹理，直至所述源三维模型剩余的零散纹理不能被继续填充到所述第一空白纹理；第二填充子单元，用于根据预设最低水平线算法在第二空白纹理中插入所述源三维模型剩余的零散纹理，得到第二填充纹理，所述第二填充纹理是未被所述零散纹理填满的填充纹理。
可选的，所述填充单元还包括：裁剪子单元，用于在得到第二填充纹理之后，通过尺寸递减的方法循环比对所述第二空白纹理的填充尺寸的比例，并裁剪所述第二填充纹理中的空白尺寸，直至所述第二空白纹理的尺寸最小，其中，所述第二空白纹理包括所述填充尺寸和所述空白尺寸。
可选的，所述生成装置还包括：第一计算单元，用于将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，得到目标三维模型之前，根据所述显卡参数，计算所述目标电脑的显卡性能值；自适应选择单元，用于根据所述显卡性能值，自适应选择层次细节LOD层级算法，其中，LOD层级算法用于按照层级压缩所述合并纹理的图片质量；分层单元，用于将所述源三维模型纹理处理为N层；第二计算单元，用于针对每层所述源三维模型纹理，基于LOD对应层级阈值系数，所述显卡性能值以及显卡的最高性能值，计算得到当前层所述源三维模型纹理的压缩比例，所述LOD对应层级阈值系数包括N个子系数，每个子系数对应一层所述源三维模型纹理，其中N为大于等于1的正整数；压缩单元，用于根据所述压缩比例压缩所述合并纹理的图片质量。
可选的，所述生成装置还包括：判断单元，用于将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，得到目标三维模型之前，判断所述几何结构对应的所述合并纹理中所述零散纹理是否为重复纹理；坐标计算单元，用于若所述零散纹理为非重复纹理，根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标，若所述零散纹理为重复纹理，将所述重复纹理转换为非重复纹理，再根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标。
可选的，所述坐标计算单元还包括：坐标计算子单元，用于采用以下公式计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标：
Figure 696489DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标为（u，v），所述合并纹理的目标纹理坐标为（U，V），所述零散纹理的宽度为w，高度为h，在纹理合并过程中，所述零散纹理被插入到所述合并纹理的（x，y）处，所述合并纹理的宽度为W，高度为H。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
实施例3
在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该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实施例中任一所述的三维模型的生成方法。
本申请实施例还提供了一种电子设备，图9是实施本发明实施例的一种电子设备的结构框图，如图9所示，包括处理器91、通信接口92、存储器93和通信总线94，其中，处理器91，通信接口92，存储器93通过通信总线94完成相互间的通信，存储器93，用于存放计算机程序；处理器91，用于执行存储器93上所存放的程序时，实现如下步骤：获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，所述几何结构数据包括所述源三维模型的几何顶点坐标数据；根据所述显卡参数确定所述目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸；根据所述最大纹理尺寸合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理；将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型。
进一步，根据所述最大纹理尺寸，合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理，包括：根据所述最大纹理尺寸创建空白纹理；将所述源三维模型的所述零散纹理填入至所述空白纹理，直到填完所有的所述零散纹理，得到至少一个填充纹理；将所述填充纹理输出为所述合并纹理。
进一步，将所述源三维模型的所述零散纹理填入至所述空白纹理，直到填完所有的所述零散纹理，得到至少一个填充纹理，包括：根据预设最低水平线算法在第一空白纹理中插入所述源三维模型的所述零散纹理，得到第一填充纹理，所述第一填充纹理是已经被所述零散纹理填满的填充纹理，直至所述源三维模型剩余的零散纹理不能被继续填充到所述第一空白纹理；根据预设最低水平线算法在第二空白纹理中插入所述源三维模型剩余的零散纹理，得到第二填充纹理，所述第二填充纹理是未被所述零散纹理填满的填充纹理。
进一步，在得到第二填充纹理之后，所述方法还包括：通过尺寸递减的方法循环比对所述第二空白纹理的填充尺寸的比例，并裁剪所述第二填充纹理中的空白尺寸，直至所述第二空白纹理的尺寸最小，其中，所述第二空白纹理包括所述填充尺寸和所述空白尺寸。
进一步，根据所述最大纹理尺寸，合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理之后，还包括：根据所述显卡参数，计算所述目标电脑的显卡性能值；根据所述显卡性能值，自适应选择层次细节LOD层级算法，其中，LOD层级算法用于按照层级压缩所述合并纹理的图片质量；将所述源三维模型纹理处理为N层；针对每层所述源三维模型纹理，基于LOD基础层级系数，所述显卡性能值以及显卡的最高性能值，计算得到当前层所述源三维模型纹理的压缩比例，所述LOD基础层级系数包括N个子系数，每个子系数对应一层所述源三维模型纹理，其中N为大于等于1的正整数；根据所述压缩比例压缩所述合并纹理的图片质量。
进一步，将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，得到目标三维模型之前，还包括：判断所述几何结构对应的所述合并纹理中所述零散纹理是否为重复纹理；若所述零散纹理为非重复纹理，根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标，若所述零散纹理为- 重复纹理，将所述重复纹理转换为非重复纹理，再根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述零散纹理部分的目标纹理坐标。
进一步，根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标，包括：采用以下公式计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标：
Figure 31655DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标为（u，v），所述合并纹理的目标纹理坐标为（U，V），所述零散纹理的宽度为w，高度为h，在纹理合并过程中，所述零散纹理被插入到所述合并纹理的（x，y）处，所述合并纹理的宽度为W，高度为H。
上述终端提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述终端与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一所述的三维模型的生成方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、计算机或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、计算机或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的计算机、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质（例如固态硬盘Solid State Disk (SSD)）等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本申请的保护范围内。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种三维模型的生成方法，其特征在于，包括：
获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，所述几何结构数据包括所述源三维模型的几何顶点坐标数据；
根据所述显卡参数确定所述目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸；
根据所述最大纹理尺寸合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理；
将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型；
其中，根据所述最大纹理尺寸，合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理，包括：根据所述最大纹理尺寸创建空白纹理；将所述源三维模型的所述零散纹理填入至所述空白纹理，直到填完所有的所述零散纹理，得到至少一个填充纹理；将所述填充纹理输出为所述合并纹理；将所述源三维模型的所述零散纹理填入至所述空白纹理，直到填完所有的所述零散纹理，得到至少一个填充纹理，包括：根据预设最低水平线算法在第一空白纹理中插入所述源三维模型的所述零散纹理，得到第一填充纹理，所述第一填充纹理是已经被所述零散纹理填满的填充纹理，直至所述源三维模型剩余的零散纹理不能被继续填充到所述第一空白纹理；根据预设最低水平线算法在第二空白纹理中插入所述源三维模型剩余的零散纹理，得到第二填充纹理，所述第二填充纹理是未被所述零散纹理填满的填充纹理；
其中，根据所述最大纹理尺寸，合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理之后，还包括：根据所述显卡参数，计算所述目标电脑的显卡性能值；根据所述显卡性能值，自适应选择多层次细节LOD层级算法，其中，LOD层级算法用于按照层级压缩所述合并纹理的图片质量；将所述源三维模型纹理处理为N层；针对每层所述源三维模型纹理，基于LOD对应层级阈值系数，所述显卡性能值以及显卡的最高性能值，计算得到当前层所述源三维模型纹理的压缩比例，所述LOD对应层级阈值系数包括N个子系数，每个子系数对应一层所述源三维模型纹理，其中N为大于等于1的正整数；根据所述压缩比例压缩所述合并纹理的图片质量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到第二填充纹理之后，所述方法还包括：
通过尺寸递减的方法循环比对所述第二空白纹理的填充尺寸的比例，并裁剪所述第二填充纹理中的空白尺寸，直至所述第二空白纹理的尺寸最小，其中，所述第二空白纹理包括所述填充尺寸和所述空白尺寸。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，得到目标三维模型之前，还包括：
判断所述几何结构对应的所述合并纹理中所述零散纹理是否为重复纹理；
若所述零散纹理为非重复纹理，根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标，若所述零散纹理为重复纹理，将所述重复纹理转换为非重复纹理，再根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述零散纹理在所述合并纹理中的位置及所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标，计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标，包括：
采用以下公式计算所述几何结构对应的所述合并纹理的目标纹理坐标：
Figure 975430DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，所述零散纹理在所述源三维模型中的原始坐标为（u，v），所述合并纹理的目标纹理坐标为（U，V），所述零散纹理的宽度为w，高度为h，在纹理合并过程中，所述零散纹理被插入到所述合并纹理的（x，y）处，所述合并纹理的宽度为W，高度为H。
5.一种三维模型的生成装置，其特征在于，包括：
获取模块，用来获取目标电脑的显卡参数，获取源三维模型的所有零散纹理和几何结构数据，其中，所述几何结构数据包括所述源三维模型的几何顶点坐标数据；
确定模块，用来根据所述显卡参数确定所述目标电脑的显卡支持的最大纹理尺寸；
合并模块，用来根据所述最大纹理尺寸合并所述源三维模型的所述零散纹理，得到合并纹理；
生成模块，用来将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，生成目标三维模型；
其中，所述合并模块包括：创建单元，用于根据所述最大纹理尺寸创建空白纹理；填充单元，用于将所述源三维模型的所述零散纹理填入至所述空白纹理，直到填完所有的所述零散纹理，得到至少一个填充纹理；输出单元，用于将所述填充纹理输出为所述合并纹理；第一填充子单元，用于根据预设最低水平线算法在第一空白纹理中插入所述源三维模型的所述零散纹理，得到第一填充纹理，所述第一填充纹理是已经被所述零散纹理填满的填充纹理，直至所述源三维模型剩余的零散纹理不能被继续填充到所述第一空白纹理；第二填充子单元，用于根据预设最低水平线算法在第二空白纹理中插入所述源三维模型剩余的零散纹理，得到第二填充纹理，所述第二填充纹理是未被所述零散纹理填满的填充纹理；
其中，所述装置还包括：第一计算模块，用于将所述合并纹理贴图到所述源三维模型的几何结构上，得到目标三维模型之前，根据所述显卡参数，计算所述目标电脑的显卡性能值；自适应选择模块，用于根据所述显卡性能值，自适应选择层次细节LOD层级算法，其中，LOD层级算法用于按照层级压缩所述合并纹理的图片质量；分层模块，用于将所述源三维模型纹理处理为N层；第二计算模块，用于针对每层所述源三维模型纹理，基于LOD对应层级阈值系数，所述显卡性能值以及显卡的最高性能值，计算得到当前层所述源三维模型纹理的压缩比例，所述LOD对应层级阈值系数包括N个子系数，每个子系数对应一层所述源三维模型纹理，其中N为大于等于1的正整数；压缩模块，用于根据所述压缩比例压缩所述合并纹理的图片质量。
6.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序运行时执行上述权利要求1至4中任一项所述的方法步骤。
7.一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；其中：
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于通过运行存储器上所存放的程序来执行权利要求1至4中任一项所述的方法步骤。
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