CN117032617B - 基于多屏幕的网格拾取方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据处理技术领域，提供一种基于多屏幕的网格拾取方法、装置、设备及介质，能够在中控主机上部署完整的三维场景，通过对虚拟光标与逻辑大屏的交互点的映射及多重转换，将交互点最终转换到世界空间以得到第三坐标点，进一步获取世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从起始点向第三坐标点做射线，并结合当前场景树及射线进行求交运算，以拾取到目标网格对象，并根据目标网格对象的目标标识码生成指令，以下发至多个渲染主机进行场景更新，实现多屏幕协同渲染场景下准确的网格拾取。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于多屏幕的网格拾取方法、装置、设备及介质。
背景技术
现有技术中，为了实现输入设备与三维场景的交互行为，首先需要拾取到三维场景中的某个或者多个网格对象，然后再基于拾取到的网格对象进行视觉上的更新。
但是，对于多屏幕协同渲染的情况，由于场景被分片划分到多个渲染主机上进行独立渲染，而场景树中任意一个可被拾取的网格对象都有可能跨渲染主机（例如：当有4个渲染主机，分别对应于子屏幕甲、子屏幕乙、子屏幕丙、子屏幕丁时，子屏幕甲、子屏幕乙、子屏幕丙、子屏幕丁组成物理拼接屏幕，物理拼接屏幕上的对象部分显示在子屏幕甲，部分显示在子屏幕乙上），给网格对象的拾取造成困难。因此，如何通过统一的中控主机完成网格拾取成为了亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种基于多屏幕的网格拾取方法、装置、设备及介质，旨在解决多屏幕协同渲染场景下的网格拾取问题。
一种基于多屏幕的网格拾取方法，应用于中控主机，所述中控主机与多个渲染主机相通信，所述基于多屏幕的网格拾取方法包括：
在所述中控主机的逻辑大屏上配置全屏canvas画布作为所述逻辑大屏上虚拟光标的活动范围；
获取所述虚拟光标在所述逻辑大屏上的交互点，并根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点；
将所述第一坐标点映射至NDC空间，得到第二坐标点；
对所述第二坐标点进行多重转换，得到位于世界空间中的第三坐标点；
获取所述世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从所述起始点向所述第三坐标点做射线；
获取当前的场景树，基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象；
获取所述目标网格对象的目标标识码，并根据所述目标标识码生成指令；
将所述指令下发至所述多个渲染主机进行场景更新。
根据本发明优选实施例，所述根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点包括：
获取所述全屏canvas画布的宽及高；
计算所述交互点的x分量与所述全屏canvas画布的宽的商，得到第一数值；
计算所述交互点的y分量与所述全屏canvas画布的高的商，得到第二数值；
将所述第一数值及所述第二数值向[0,1]区间进行插值处理；
将与所述第一数值对应的插值处理结果作为所述第一坐标点的x分量，及将与所述第二数值对应的插值处理结果作为所述第一坐标点的y分量，以生成所述第一坐标点。
根据本发明优选实施例，所述将所述第一坐标点映射至NDC空间，得到第二坐标点包括：
计算所述第一坐标点的x分量与2的乘积，得到第三数值；
计算所述第三数值与1的差，得到第四数值；
计算所述第一坐标点的y分量与-2的乘积，得到第五数值；
计算所述第五数值与1的和，得到第六数值；
将所述第四数值作为所述第二坐标点的x分量，及将所述第六数值作为所述第二坐标点的y分量，并补充z分量，以生成所述第二坐标点。
根据本发明优选实施例，所述对所述第二坐标点进行多重转换，得到位于世界空间中的第三坐标点包括：
获取视图变换矩阵，并计算所述视图变换矩阵的逆变换矩阵；
计算所述视图变换矩阵的逆变换矩阵与所述第二坐标点的乘积以将所述第二坐标点映射至所述虚拟相机的相机空间中，得到映射点；
获取投影变换矩阵，并计算所述投影变换矩阵的逆变换矩阵；
计算所述投影变换矩阵的逆变换矩阵与所述映射点的乘积以将所述映射点映射至所述世界空间中，得到所述第三坐标点。
根据本发明优选实施例，所述基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象包括：
获取预先配置的相交检测算法；
基于所述相交检测算法对所述世界空间所对应的三维场景中的网格进行广度优先遍历，以检测所述射线与遍历到的每个网格的包围盒子是否相交；
对于不相交的网格，当该网格为所述场景树中的叶子节点时，排除该叶子节点所归属的整颗子树后继续遍历；
对于相交的网格，检测该网格是否为所述场景树中的叶子节点；当该网格为所述场景树中的叶子节点时，将该叶子节点添加至相交节点数组；当该网格不为所述场景树中的叶子节点时，继续遍历；
当遍历完所述世界空间所对应的三维场景中的所有网格时，获取所述相交节点数组中的每个叶子节点作为候选节点；
计算每个候选节点与所述起始点间的距离；
获取所述距离最小的候选节点所对应的网格作为所述目标网格对象。
根据本发明优选实施例，所述场景树中的叶子节点包括抽象节点及网格节点；所述获取所述目标网格对象的目标标识码前，所述方法还包括：
获取所述场景树中的每个网格节点；
为每个网格节点配置对应的标识码；
其中，部署到所述中控主机及各个渲染主机上的同一个场景树的各个网格节点的标识码相同。
根据本发明优选实施例，每个渲染主机对应于一个子屏幕，多个子屏幕组成与所述逻辑大屏对应的物理拼接屏幕；所述得到第一坐标点后，所述方法还包括：
获取所述第一坐标点所属的子屏幕作为当前屏幕；
获取所述当前屏幕对应的渲染主机作为当前主机；
获取所述当前屏幕的坐标原点作为当前原点；
获取所述物理拼接屏幕对应的坐标原点作为初始原点；
计算所述当前原点相对于所述初始原点的x轴偏移量，及计算所述当前原点相对于所述初始原点的y轴偏移量；
计算所述第一坐标点的x分量与所述x轴偏移量的差，得到第七数值；
计算所述第一坐标点的y分量与所述y轴偏移量的差，得到第八数值；
获取所述当前屏幕的宽在所述物理拼接屏幕的宽中的占比作为第一占比；
获取所述当前屏幕的高在所述物理拼接屏幕的高中的占比作为第二占比；
计算所述第一占比的倒数得到第九数值，及计算所述第二占比的倒数得到第十数值；
获取所述当前主机的本地屏幕的绘图区域的像素宽及像素高；
计算所述第七数值、所述第九数值与所述像素宽的乘积作为当前x分量；
计算所述第八数值、所述第十数值与所述像素高的乘积作为当前y分量；
根据所述当前x分量及所述当前y分量生成所述第一坐标点映射至所述当前主机的本地屏幕的坐标点。
一种基于多屏幕的网格拾取装置，运行于中控主机，所述中控主机与多个渲染主机相通信，所述基于多屏幕的网格拾取装置包括：
配置单元，用于在所述中控主机的逻辑大屏上配置全屏canvas画布作为所述逻辑大屏上虚拟光标的活动范围；
归一化单元，用于获取所述虚拟光标在所述逻辑大屏上的交互点，并根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点；
映射单元，用于将所述第一坐标点映射至NDC空间，得到第二坐标点；
转换单元，用于对所述第二坐标点进行多重转换，得到位于世界空间中的第三坐标点；
生成单元，用于获取所述世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从所述起始点向所述第三坐标点做射线；
运算单元，用于获取当前的场景树，基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象；
所述生成单元，还用于获取所述目标网格对象的目标标识码，并根据所述目标标识码生成指令；
下发单元，用于将所述指令下发至所述多个渲染主机进行场景更新。
一种计算机设备，所述计算机设备包括：
存储器，存储至少一个指令；及
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现所述基于多屏幕的网格拾取方法。
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至少一个指令，所述至少一个指令被计算机设备中的处理器执行以实现所述基于多屏幕的网格拾取方法。
由以上技术方案可以看出，本发明能够在中控主机上部署完整的三维场景，通过对虚拟光标与逻辑大屏的交互点的映射及多重转换，将交互点最终转换到世界空间以得到第三坐标点，进一步获取世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从起始点向第三坐标点做射线，并结合当前场景树及射线进行求交运算，以拾取到目标网格对象，并根据目标网格对象的目标标识码生成指令，以下发至多个渲染主机进行场景更新，实现多屏幕协同渲染场景下准确的网格拾取。
附图说明
图1是本发明基于多屏幕的网格拾取方法的较佳实施例的流程图。
图2是本发明对交互点进行归一化处理及映射过程的示意图。
图3是本发明场景树的示意图。
图4是本发明从逻辑大屏到各个渲染主机本地屏幕的同步映射流程示意图。
图5是本发明基于多屏幕的网格拾取装置的较佳实施例的功能模块图。
图6是本发明实现基于多屏幕的网格拾取方法的较佳实施例的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，是本发明基于多屏幕的网格拾取方法的较佳实施例的流程图。根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
所述基于多屏幕的网格拾取方法应用于一个或者多个计算机设备中，所述计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。
所述计算机设备可以是任何一种可与用户进行人机交互的电子产品，例如，个人计算机、平板电脑、智能手机、个人数字助理（Personal Digital Assistant，PDA）、游戏机、交互式网络电视（Internet Protocol Television，IPTV）、智能式穿戴式设备等。
所述计算机设备还可以包括网络设备和/或用户设备。其中，所述网络设备包括，但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(CloudComputing)的由大量主机或网络服务器构成的云。
所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(ContentDelivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
其中，人工智能（Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、机器人技术、生物识别技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。
所述计算机设备所处的网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）等。
本实施例所述的基于多屏幕的网格拾取方法应用于中控主机，所述中控主机与多个渲染主机相通信，所述方法包括：
S10，在所述中控主机的逻辑大屏上配置全屏canvas画布作为所述逻辑大屏上虚拟光标的活动范围。
在本实施例中，所述中控主机用于向所述多个渲染主机下发指令以进行动画渲染。所述中控主机包括本地的逻辑大屏，当所述逻辑大屏上的虚拟光标滑动时，在由各个渲染主机所对应的子屏幕组成的物理大屏上会进行相应显示。
S11，获取所述虚拟光标在所述逻辑大屏上的交互点，并根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点。
在本实施例中，所述根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点包括：
获取所述全屏canvas画布的宽及高；
计算所述交互点的x分量与所述全屏canvas画布的宽的商，得到第一数值；
计算所述交互点的y分量与所述全屏canvas画布的高的商，得到第二数值；
将所述第一数值及所述第二数值向[0,1]区间进行插值处理；
将与所述第一数值对应的插值处理结果作为所述第一坐标点的x分量，及将与所述第二数值对应的插值处理结果作为所述第一坐标点的y分量，以生成所述第一坐标点。
例如：请参考图2，是本发明对交互点进行归一化处理及映射过程的示意图。其中，当所述逻辑大屏对应于宽800px、高600px的canvas元素时，假设所述交互点的坐标P0=(200,200)，将x坐标值、y坐标值均插值到[0,1]区间进行归一化处理后，得到所述第一坐标点P1= (200/800, 200/600)=(1/4,1/3)。
通过上述实施例，能够将所述交互点的坐标值约束到[0,1]区间，使坐标值规范化，便于进行后续相关计算。
S12，将所述第一坐标点映射至NDC（Normalized Device Coordinate，归一化的设备坐标空间）空间，得到第二坐标点。
本实施例假设所有坐标系都为“右手系”。
在本实施例中，所述将所述第一坐标点映射至NDC空间，得到第二坐标点包括：
计算所述第一坐标点的x分量与2的乘积，得到第三数值；
计算所述第三数值与1的差，得到第四数值；
计算所述第一坐标点的y分量与-2的乘积，得到第五数值；
计算所述第五数值与1的和，得到第六数值；
将所述第四数值作为所述第二坐标点的x分量，及将所述第六数值作为所述第二坐标点的y分量，并补充z分量，以生成所述第二坐标点。
例如：请再次参考图2，对于上一例子中得到的所述第一坐标点P1=(1/4,1/3)，通过计算[x*2-1,y*(-2)+1]得到P2=(-1/2,1/3)。其中，x乘以2是因为坐标值区间从[0,1]变成了[-1,+1]扩大了两倍（乘以-2则是因为y轴指向被反转）；+1是因为坐标轴原点从左上角移动到了正中间（同样-1也是因为y轴指向被反转），然后补充z分量值，可以选用1/-1将交互点设置在远/近裁减平面上。
经过图2中所示的一系列计算，能够将屏幕空间坐标归一化到NDC空间。
S13，对所述第二坐标点进行多重转换，得到位于世界空间中的第三坐标点。
在本实施例中，所述对所述第二坐标点进行多重转换，得到位于世界空间中的第三坐标点包括：
获取视图变换矩阵，并计算所述视图变换矩阵的逆变换矩阵；
计算所述视图变换矩阵的逆变换矩阵与所述第二坐标点的乘积以将所述第二坐标点映射至所述虚拟相机的相机空间中，得到映射点；
获取投影变换矩阵，并计算所述投影变换矩阵的逆变换矩阵；
计算所述投影变换矩阵的逆变换矩阵与所述映射点的乘积以将所述映射点映射至所述世界空间中，得到所述第三坐标点。
具体地，所述视图变换矩阵可以表示为：；
其中，F1表示所述视图变换矩阵，点Q为所述虚拟相机相对于世界空间所对应的世界坐标系的位置，向量w为所述虚拟相机注视方向的反方向单位向量，向量u为所述虚拟相机注视方向的右方向单位向量（由向量w叉乘所述虚拟相机的up向量），向量v由向量w叉乘向量u得到，也是一个单位向量。u、v、w相当于所述虚拟相机的坐标系的x轴、y轴、z轴，而(ux,uy,uz,1)则是所述虚拟相机坐标系的x轴单位向量相对于世界坐标系内的齐次坐标；(vx,vy,vz,1)则是所述虚拟相机坐标系的y轴单位向量相对于世界坐标系内的齐次坐标；(wx,wy,wz,1)则是所述虚拟相机坐标系的z轴单位向量相对于世界坐标系内的齐次坐标。
具体地，所述投影变换矩阵可以表示为：；
其中，F2表示所述投影变换矩阵，n、f分别相当于所述虚拟相机的坐标系中指定的近截面（near）、远截面（far），l、r、t、b则分别表示基于该近截面内指定的左、右、上、下截面，对应于一般三维api中frustum (left, right, bottom, top, near, far)函数调用的参数。
在上述实施例中，能够通过连续的两次转换将NDC空间中的点映射至世界空间。
S14，获取所述世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从所述起始点向所述第三坐标点做射线。
本实施例中拾取的本质就是射线与图元（或网格）间的求交运算，必须在同一个坐标空间进行。光标点击位置位于二维屏幕空间，但是该点击位置需要与三维世界空间中的顶点位置进行求交运算，因此必须将位于二维屏幕空间的光标位置一路变换到最开始的三维世界空间中去（即所有顶点的坐标值都是定义在三维世界空间中的），只有位于同一个空间中的坐标值进行各种比较计算才是有意义的，因此，前面进行了一系列的空间转换及映射。
通过上述实施例，从世界空间中虚拟相机位置点开始，向已转换至世界空间中的交互点坐标发射一条射线。
S15，获取当前的场景树，基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象。
请参照图3，是本发明场景树的示意图。其中，所述场景树中的叶子节点包括抽象节点及网格节点。所述抽象节点至少需要包含如下属性：全局唯一标识码、变换矩阵、平移、位置、旋转角度、缩放比例、包围盒属性。具体地，所述包围盒属性可以是轴向包围盒（AABB）或有向包围盒（OBB），甚至是包围球，是存储该抽象节点所有后代节点构成的最小包围盒；所述网格节点至少需要包含如下属性：全局唯一标识码、匹配该节点集合的变换矩阵、平移、位置、旋转角度、缩放比例、包围盒属性、顶点的几何数据（包括顶点坐标、顶点索引）、顶点的材质数据（包括基础色）。具体地，所述包围盒属性为存储该网格的几何体所构成的最小包围盒。图3所示的场景树的结构示意图中，深色节点表示所述网格节点，浅色节点表示所述抽象节点。例如：所述抽象节点可以为场景、一栋楼、两辆汽车、101室；所述网格节点可以为屋顶、汽车A、汽车B、椅子、墙壁。
在本实施例中，所述基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象包括：
获取预先配置的相交检测算法；
基于所述相交检测算法对所述世界空间所对应的三维场景中的网格进行广度优先遍历，以检测所述射线与遍历到的每个网格的包围盒子是否相交；
对于不相交的网格，当该网格为所述场景树中的叶子节点时，排除该叶子节点所归属的整颗子树后继续遍历；
对于相交的网格，检测该网格是否为所述场景树中的叶子节点；当该网格为所述场景树中的叶子节点时，将该叶子节点添加至相交节点数组；当该网格不为所述场景树中的叶子节点时，继续遍历；
当遍历完所述世界空间所对应的三维场景中的所有网格时，获取所述相交节点数组中的每个叶子节点作为候选节点；
计算每个候选节点与所述起始点间的距离；
获取所述距离最小的候选节点所对应的网格作为所述目标网格对象。
其中，所述相交检测算法可以为吴氏算法、厚板法等。
其中，通过所述包围盒子，能够提高运算的速度。
通过上述实施例，能够通过求交运算获取到离虚拟相机位置最近的相交网格，进而实现快速且准确的网格拾取。
S16，获取所述目标网格对象的目标标识码，并根据所述目标标识码生成指令。
在本实施例中，所述获取所述目标网格对象的目标标识码前，所述方法还包括：
获取所述场景树中的每个网格节点；
为每个网格节点配置对应的标识码；
其中，部署到所述中控主机及各个渲染主机上的同一个场景树的各个网格节点的标识码相同。
在上述实施例中，通过预先为所述中控主机及各个渲染主机上的同一个场景树的各个网格节点配置相同的标识码，能够保证通过下发网格标识码在各个渲染主机所对应场景片区内索引到正确的网格。
S17，将所述指令下发至所述多个渲染主机进行场景更新。
在本实施例中，将所述目标标识码放入指令，并经由所述中控主机下发至各渲染主机，从而实现对网格或材质的各种更新变换。
在本实施例中，每个渲染主机对应于一个子屏幕，多个子屏幕组成与所述逻辑大屏对应的物理拼接屏幕；所述得到第一坐标点后，所述方法还包括：
获取所述第一坐标点所属的子屏幕作为当前屏幕；
获取所述当前屏幕对应的渲染主机作为当前主机；
获取所述当前屏幕的坐标原点作为当前原点；
获取所述物理拼接屏幕对应的坐标原点作为初始原点；
计算所述当前原点相对于所述初始原点的x轴偏移量，及计算所述当前原点相对于所述初始原点的y轴偏移量；
计算所述第一坐标点的x分量与所述x轴偏移量的差，得到第七数值；
计算所述第一坐标点的y分量与所述y轴偏移量的差，得到第八数值；
获取所述当前屏幕的宽在所述物理拼接屏幕的宽中的占比作为第一占比；
获取所述当前屏幕的高在所述物理拼接屏幕的高中的占比作为第二占比；
计算所述第一占比的倒数得到第九数值，及计算所述第二占比的倒数得到第十数值；
获取所述当前主机的本地屏幕的绘图区域的像素宽及像素高；
计算所述第七数值、所述第九数值与所述像素宽的乘积作为当前x分量；
计算所述第八数值、所述第十数值与所述像素高的乘积作为当前y分量；
根据所述当前x分量及所述当前y分量生成所述第一坐标点映射至所述当前主机的本地屏幕的坐标点。
例如：请参考图4，是本发明从逻辑大屏到各个渲染主机本地屏幕的同步映射流程示意图。图4中右下角为所述当前屏幕，对应的渲染主机为所述当前主机，右下角对应区域的黑点为所述第一坐标点（x,y），所述当前屏幕的坐标原点为（0.5,0.5），所述初始原点为左上角的坐标点（0,0），x轴方向则为从（0,0）开始水平向右，y轴方向则为从（0,0）开始垂直向下，则所述当前原点相对于所述初始原点的x轴偏移量为0.5，所述当前原点相对于所述初始原点的y轴偏移量为0.5，所述当前屏幕的宽在所述物理拼接屏幕的宽中的第一占比为0.5，所述当前屏幕的高在所述物理拼接屏幕的高中的第二占比为0.5，则在所述本地屏幕上归一化坐标为[(x-0.5)*1/0.5, (y-0.5)*1/0.5]，再将归一化坐标的x分量及y分量分别与所述当前主机的本地屏幕的绘图区域的像素宽及像素高相乘，即可得到所述当前主机的本地屏幕的坐标点。
通过上述实施例，能够实现虚拟光标轨迹从逻辑大屏到各个渲染主机本地屏幕的同步映射，以便于后续进行逻辑大屏、虚拟光标、各个渲染主机对应片区三维场景的交互，以及响应此类交互的场景更新。即将多屏幕拼接成的全场景视口抽象成一个统一的逻辑屏幕，并定义该逻辑屏幕上的虚拟光标等输入控制（在所述中控主机上实现，以实现对多个渲染主机上最终三维场景的统一交互控制。
在本实施例中，在将所述指令下发至所述多个渲染主机进行场景更新后，可以执行后续的帧渲染。
由以上技术方案可以看出，本发明能够在中控主机上部署完整的三维场景，通过对虚拟光标与逻辑大屏的交互点的映射及多重转换，将交互点最终转换到世界空间以得到第三坐标点，进一步获取世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从起始点向第三坐标点做射线，并结合当前场景树及射线进行求交运算，以拾取到目标网格对象，并根据目标网格对象的目标标识码生成指令，以下发至多个渲染主机进行场景更新，实现多屏幕协同渲染场景下准确的网格拾取。
如图5所示，是本发明基于多屏幕的网格拾取装置的较佳实施例的功能模块图。所述基于多屏幕的网格拾取装置11包括配置单元110、归一化单元111、映射单元112、转换单元113、生成单元114、运算单元115、下发单元116。本发明所称的模块/单元是指一种能够被处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块/单元的功能将在后续的实施例中详述。
在本实施例中，所述基于多屏幕的网格拾取装置11运行于中控主机，所述中控主机与多个渲染主机相通信，包括：
其中，所述配置单元110，用于在所述中控主机的逻辑大屏上配置全屏canvas画布作为所述逻辑大屏上虚拟光标的活动范围；
所述归一化单元111，用于获取所述虚拟光标在所述逻辑大屏上的交互点，并根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点；
所述映射单元112，用于将所述第一坐标点映射至NDC空间，得到第二坐标点；
所述转换单元113，用于对所述第二坐标点进行多重转换，得到位于世界空间中的第三坐标点；
所述生成单元114，用于获取所述世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从所述起始点向所述第三坐标点做射线；
所述运算单元115，用于获取当前的场景树，基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象；
所述生成单元114，还用于获取所述目标网格对象的目标标识码，并根据所述目标标识码生成指令；
所述下发单元116，用于将所述指令下发至所述多个渲染主机进行场景更新。
由以上技术方案可以看出，本发明能够在中控主机上部署完整的三维场景，通过对虚拟光标与逻辑大屏的交互点的映射及多重转换，将交互点最终转换到世界空间以得到第三坐标点，进一步获取世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从起始点向第三坐标点做射线，并结合当前场景树及射线进行求交运算，以拾取到目标网格对象，并根据目标网格对象的目标标识码生成指令，以下发至多个渲染主机进行场景更新，实现多屏幕协同渲染场景下准确的网格拾取。
如图6所示，是本发明实现基于多屏幕的网格拾取方法的较佳实施例的计算机设备的结构示意图。
所述计算机设备1可以包括存储器12、处理器13和总线，还可以包括存储在所述存储器12中并可在所述处理器13上运行的计算机程序，例如基于多屏幕的网格拾取程序。
本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是计算机设备1的示例，并不构成对计算机设备1的限定，所述计算机设备1既可以是总线型结构，也可以是星形结构，所述计算机设备1还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置，例如所述计算机设备1还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
需要说明的是，所述计算机设备1仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
其中，存储器12至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器12在一些实施例中可以是计算机设备1的内部存储单元，例如该计算机设备1的移动硬盘。存储器12在另一些实施例中也可以是计算机设备1的外部存储设备，例如计算机设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card，SMC）、安全数字（SecureDigital，SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，存储器12还可以既包括计算机设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器12不仅可以用于存储安装于计算机设备1的应用软件及各类数据，例如基于多屏幕的网格拾取程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
处理器13在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。处理器13是所述计算机设备1的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个计算机设备1的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器12内的程序或者模块（例如执行基于多屏幕的网格拾取程序等），以及调用存储在所述存储器12内的数据，以执行计算机设备1的各种功能和处理数据。
所述处理器13执行所述计算机设备1的操作系统以及安装的各类应用程序。所述处理器13执行所述应用程序以实现上述各个基于多屏幕的网格拾取方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器12中，并由所述处理器13执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机可读指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述计算机设备1中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成配置单元110、归一化单元111、映射单元112、转换单元113、生成单元114、运算单元115、下发单元116。
上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、计算机设备，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本发明各个实施例所述基于多屏幕的网格拾取方法的部分。
所述计算机设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指示相关的硬件设备来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。
其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器等。
进一步地，计算机可读存储介质可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据区块链节点的使用所创建的数据等。
本发明所指区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链(Blockchain)，本质上是一个去中心化的数据库，是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一批次网络交易的信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。区块链可以包括区块链底层平台、平台产品服务层以及应用服务层等。
总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，在图6中仅用一根直线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。所述总线被设置为实现所述存储器12以及至少一个处理器13等之间的连接通信。
尽管未示出，所述计算机设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器13逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述计算机设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述计算机设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该计算机设备1与其他计算机设备之间建立通信连接。
可选地，该计算机设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在计算机设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
图6仅示出了具有组件12-13的计算机设备1，本领域技术人员可以理解的是，图6示出的结构并不构成对所述计算机设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
结合图1，所述计算机设备1中的所述存储器12存储多个指令以实现一种基于多屏幕的网格拾取方法，所述处理器13可执行所述多个指令从而实现：
在所述中控主机的逻辑大屏上配置全屏canvas画布作为所述逻辑大屏上虚拟光标的活动范围；
获取所述虚拟光标在所述逻辑大屏上的交互点，并根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点；
将所述第一坐标点映射至NDC空间，得到第二坐标点；
对所述第二坐标点进行多重转换，得到位于世界空间中的第三坐标点；
获取所述世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从所述起始点向所述第三坐标点做射线；
获取当前的场景树，基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象；
获取所述目标网格对象的目标标识码，并根据所述目标标识码生成指令；
将所述指令下发至所述多个渲染主机进行场景更新。
具体地，所述处理器13对上述指令的具体实现方法可参考图1对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
需要说明的是，本案中所涉及到的数据均为合法取得。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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。
本发明可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块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，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。本发明中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种基于多屏幕的网格拾取方法，其特征在于，应用于中控主机，所述中控主机与多个渲染主机相通信，所述基于多屏幕的网格拾取方法包括：
在所述中控主机的逻辑大屏上配置全屏canvas画布作为所述逻辑大屏上虚拟光标的活动范围；
获取所述虚拟光标在所述逻辑大屏上的交互点，并根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点；
将所述第一坐标点映射至NDC空间，得到第二坐标点；
对所述第二坐标点进行多重转换，得到位于世界空间中的第三坐标点，包括：获取视图变换矩阵，并计算所述视图变换矩阵的逆变换矩阵；计算所述视图变换矩阵的逆变换矩阵与所述第二坐标点的乘积以将所述第二坐标点映射至虚拟相机的相机空间中，得到映射点；获取投影变换矩阵，并计算所述投影变换矩阵的逆变换矩阵；计算所述投影变换矩阵的逆变换矩阵与所述映射点的乘积以将所述映射点映射至所述世界空间中，得到所述第三坐标点；
获取所述世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从所述起始点向所述第三坐标点做射线；
获取当前的场景树，基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象；
获取所述目标网格对象的目标标识码，并根据所述目标标识码生成指令；
将所述指令下发至所述多个渲染主机进行场景更新。
2.如权利要求1所述的基于多屏幕的网格拾取方法，其特征在于，所述根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点包括：
获取所述全屏canvas画布的宽及高；
计算所述交互点的x分量与所述全屏canvas画布的宽的商，得到第一数值；
计算所述交互点的y分量与所述全屏canvas画布的高的商，得到第二数值；
将所述第一数值及所述第二数值向[0,1]区间进行插值处理；
将与所述第一数值对应的插值处理结果作为所述第一坐标点的x分量，及将与所述第二数值对应的插值处理结果作为所述第一坐标点的y分量，以生成所述第一坐标点。
3.如权利要求2所述的基于多屏幕的网格拾取方法，其特征在于，所述将所述第一坐标点映射至NDC空间，得到第二坐标点包括：
计算所述第一坐标点的x分量与2的乘积，得到第三数值；
计算所述第三数值与1的差，得到第四数值；
计算所述第一坐标点的y分量与-2的乘积，得到第五数值；
计算所述第五数值与1的和，得到第六数值；
将所述第四数值作为所述第二坐标点的x分量，及将所述第六数值作为所述第二坐标点的y分量，并补充z分量，以生成所述第二坐标点。
4.如权利要求1所述的基于多屏幕的网格拾取方法，其特征在于，所述基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象包括：
获取预先配置的相交检测算法；
基于所述相交检测算法对所述世界空间所对应的三维场景中的网格进行广度优先遍历，以检测所述射线与遍历到的每个网格的包围盒子是否相交；
对于不相交的网格，当该网格为所述场景树中的叶子节点时，排除该叶子节点所归属的整颗子树后继续遍历；
对于相交的网格，检测该网格是否为所述场景树中的叶子节点；当该网格为所述场景树中的叶子节点时，将该叶子节点添加至相交节点数组；当该网格不为所述场景树中的叶子节点时，继续遍历；
当遍历完所述世界空间所对应的三维场景中的所有网格时，获取所述相交节点数组中的每个叶子节点作为候选节点；
计算每个候选节点与所述起始点间的距离；
获取所述距离最小的候选节点所对应的网格作为所述目标网格对象。
5.如权利要求1所述的基于多屏幕的网格拾取方法，其特征在于，所述场景树中的叶子节点包括抽象节点及网格节点；所述获取所述目标网格对象的目标标识码前，所述方法还包括：
获取所述场景树中的每个网格节点；
为每个网格节点配置对应的标识码；
其中，部署到所述中控主机及各个渲染主机上的同一个场景树的各个网格节点的标识码相同。
6.如权利要求1所述的基于多屏幕的网格拾取方法，其特征在于，每个渲染主机对应于一个子屏幕，多个子屏幕组成与所述逻辑大屏对应的物理拼接屏幕；所述得到第一坐标点后，所述方法还包括：
获取所述第一坐标点所属的子屏幕作为当前屏幕；
获取所述当前屏幕对应的渲染主机作为当前主机；
获取所述当前屏幕的坐标原点作为当前原点；
获取所述物理拼接屏幕对应的坐标原点作为初始原点；
计算所述当前原点相对于所述初始原点的x轴偏移量，及计算所述当前原点相对于所述初始原点的y轴偏移量；
计算所述第一坐标点的x分量与所述x轴偏移量的差，得到第七数值；
计算所述第一坐标点的y分量与所述y轴偏移量的差，得到第八数值；
获取所述当前屏幕的宽在所述物理拼接屏幕的宽中的占比作为第一占比；
获取所述当前屏幕的高在所述物理拼接屏幕的高中的占比作为第二占比；
计算所述第一占比的倒数得到第九数值，及计算所述第二占比的倒数得到第十数值；
获取所述当前主机的本地屏幕的绘图区域的像素宽及像素高；
计算所述第七数值、所述第九数值与所述像素宽的乘积作为当前x分量；
计算所述第八数值、所述第十数值与所述像素高的乘积作为当前y分量；
根据所述当前x分量及所述当前y分量生成所述第一坐标点映射至所述当前主机的本地屏幕的坐标点。
7.一种基于多屏幕的网格拾取装置，其特征在于，运行于中控主机，所述中控主机与多个渲染主机相通信，所述基于多屏幕的网格拾取装置包括：
配置单元，用于在所述中控主机的逻辑大屏上配置全屏canvas画布作为所述逻辑大屏上虚拟光标的活动范围；
归一化单元，用于获取所述虚拟光标在所述逻辑大屏上的交互点，并根据所述全屏canvas画布对所述交互点进行归一化处理，得到第一坐标点；
映射单元，用于将所述第一坐标点映射至NDC空间，得到第二坐标点；
转换单元，用于对所述第二坐标点进行多重转换，得到位于世界空间中的第三坐标点，包括：获取视图变换矩阵，并计算所述视图变换矩阵的逆变换矩阵；计算所述视图变换矩阵的逆变换矩阵与所述第二坐标点的乘积以将所述第二坐标点映射至虚拟相机的相机空间中，得到映射点；获取投影变换矩阵，并计算所述投影变换矩阵的逆变换矩阵；计算所述投影变换矩阵的逆变换矩阵与所述映射点的乘积以将所述映射点映射至所述世界空间中，得到所述第三坐标点；
生成单元，用于获取所述世界空间中虚拟相机的坐标点作为起始点，并从所述起始点向所述第三坐标点做射线；
运算单元，用于获取当前的场景树，基于所述场景树及所述射线进行求交运算，得到目标网格对象；
所述生成单元，还用于获取所述目标网格对象的目标标识码，并根据所述目标标识码生成指令；
下发单元，用于将所述指令下发至所述多个渲染主机进行场景更新。
8. 一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括：
存储器，存储至少一个指令；及
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现如权利要求1至6中任意一项所述的基于多屏幕的网格拾取方法。
9.一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至少一个指令，所述至少一个指令被计算机设备中的处理器执行以实现如权利要求1至6中任意一项所述的基于多屏幕的网格拾取方法。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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