CN117274541A - 一种基于视野变换的3d体验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于视野变换的3D体验系统，该系统的运行方法包括：对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理；对3D场景图像纹理进行查找处理；对3D视野变换处理的图像虚拟纹理进行调度优化分析；对3D视野变化处理的信息数据进行查询管理。所述对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理包括：在进行3D视野变换处理的视锥体内部，对视线方向被前面物体遮挡对象从场景中的剔除进行优化处理；通过屏幕空间误差，作为场景3D数据动态调度标准。所述对3D场景图像纹理进行查找处理包括：通过3D场景中的虚拟纹理坐标在间接纹理中进行采样查找，获得偏移信息。本发明，具有智能高效处理及稳定性强的特点。
Description
技术领域
本发明涉及视野变换技术领域，具体为一种基于视野变换的3D体验系统。
背景技术
城市3D场景可视化作为智慧城市中最主要的部分之一，在城市信息化建设中得到了很好的发展和应用。例如，在城市规划领域，城市3D仿真可以帮助市规划设计者、政府决策者，更直观地展现城市发展和建设地成果，并通过信息技术为规划人员提供更科学地规划依据辅助决策。但是随着3D场景的广泛应用，所要进行可视化3D视野变换处理的场景变得越来越复杂，导致经过3D视野变换处理的场景不能保持原始3D模型的拓扑结构，存在表面细节特征丢失及处理效率过低等问题，不能满足行业应用的需求。因此，设计智能高效处理及稳定性强的一种基于视野变换的3D体验系统是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于视野变换的3D体验系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于视野变换的3D体验方法，包括：
对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理；
对3D场景图像纹理进行查找处理；
对3D视野变换处理的图像虚拟纹理进行调度优化分析；
对3D视野变化处理的信息数据进行查询管理。
根据上述技术方案，所述对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理包括：
在进行3D视野变换处理的视锥体内部，对视线方向被前面物体遮挡对象从场景中的剔除进行优化处理；
通过屏幕空间误差，作为场景3D数据动态调度标准。
根据上述技术方案，所述对3D场景图像纹理进行查找处理包括：
通过3D场景中的虚拟纹理坐标在间接纹理中进行采样查找，获得偏移信息。
根据上述技术方案，所述对3D视野变换处理的图像虚拟纹理进行调度优化分析包括：
通过创建几何缓存区，用于存储每个像素所需的虚拟纹理页编号；
对3D视野变换图像纹理的运行管理过程中，进行渲染反馈处理；
在3D图像纹理的使用过程中，对3D图像纹理进行过滤处理。
根据上述技术方案，所述对3D视野变化处理的信息数据进行查询管理包括：
用户对完成3D视野变化处理的图像信息进行查询时，将结果信息展示给用户；
完成3D视野变化处理后，将优化后的处理结果数据与优化处理前的处理结果数据进行对比，并将结果数传输至工作人员处，供其分析查阅，为后续的改进完善提供可靠的参考依据。
根据上述技术方案，一种基于视野变换的3D体验系统，包括：
管理优化模块，用于对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理；
分析处理模块，用于对3D视野变换处理的图像虚拟纹理进行调度优化分析；
查询对比模块，用于对3D视野变化处理的信息数据进行查询管理。
根据上述技术方案，所述管理优化模块包括：
遮挡剔除模块，用于对遮挡物体信息进行剔除管理；
空间误差模块，用于进行空间误差处理分析；
纹理查找模块，用于进行纹理的采样查找控制。
根据上述技术方案，所述分析处理模块包括：
调度处理模块，用于对虚拟纹理数据进行调度处理；
渲染反馈模块，用于进行渲染数据信息的反馈管理；
过滤管理模块，用于进行数据纹理进行过滤处理。
根据上述技术方案，所述查询对比模块包括：
查询结果模块，用于进行结果信息数据的查询控制；
对比分析模块，用于进行数据信息的对比分析。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置有管理优化模块、分析处理模块与查询对比模块，使3D视野变换处理的遮挡剔除更加高效、准确，避免进行标记处理而造成时间消耗，同时可更适用于适用于大量3D场景信息的快速调度，使3D视野变换处理更加精细、快速，有效提升纹理页参数的获取效率，提升用户使用体验，使图像渲染更加清晰，保证3D处理画面过渡更加平滑。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例一提供的一种基于视野变换的3D体验方法的流程图；
图2是本发明实施例二提供的一种基于视野变换的3D体验系统的模块构成图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
实施例一：图1为本发明实施例一提供的一种基于视野变换的3D体验方法的流程图，本实施例可应用于系统中，该方法可以由本发明实施例提供的一种基于视野变换的3D体验系统来执行，该系统由多个软硬件模块组成，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：
S101、对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理；
示例性的，在本发明实施例中，在进行3D视野变换处理的视锥体内部，对视线方向被前面物体遮挡对象从场景中的剔除进行优化处理；由于目前常用算法为Z-buffer算法，建立一个深度缓冲区，实现的是像素层级的剔除，因此在剔除之前已经完成了所有的渲染流程，剔除的后对实际加速效率较低，且不能剔除半透明物体，故通过该处理，采用层级式深度缓冲区方法获取上一帧场景深度纹理图，并构造Z金字塔，将当前待绘制场景中的静态物体分为两个集合，集合1中为上一帧已存在的物体，集合2为当前帧新增的待绘制物体，其中对于集合1中的物体，根据模型包围盒的大小选择对应的的深度纹理层级，在深度缓冲区中绘制包围盒，若通过未深度测试，则表明该物体被遮挡，标记为剔除，否则则进行下一层深度测试，并更新深度缓冲区，并对应的在绘制集合1当中的可见物体，并更新深度缓冲区，根据当前的深度纹理图来测试集合2中的所有物体，若不可见则剔除，完成绘制集合2中的所有可见物体，更新深度缓冲区，通过该处理，可使3D视野变换处理的遮挡剔除更加高效、准确，避免进行标记处理而造成时间消耗。
通过屏幕空间误差，作为场景3D数据动态调度标准；该步骤中，使用屏幕空间误差作为调度标准可以用于衡量在当前屏幕分辨率下，有多少几何体误差是可见的，即当前瓦片节点误差在屏幕空间的大小，相比于以距离作为调度标准，屏幕空间误差可以综合考虑距离、角度、模型大小等多种因素，更适用于适用于大量3D场景信息的快速调度，使3D视野变换处理更加精细、快速。
S102、对3D场景图像纹理进行查找处理；
示例性的，在本发明实施例中，通过3D场景中的虚拟纹理坐标在间接纹理中进行采样查找，获得偏移信息；该步骤中，首先通过虚拟纹理坐标找到其对应物理页，再由物理页地址获取转换参数，且由于在该物理页范围内的坐标都具有相同的转换参数，因此为每个物理页配置一套转换参数，先确定物理页地址，再根据物理纹理页的间接纹理中获取偏移和缩放参数，通过该处理，可有效提升纹理页参数的获取效率，提升用户使用体验。
S103、对3D视野变换处理的图像虚拟纹理进行调度优化分析；
示例性的，在本发明实施例中，通过创建几何缓存区，用于存储每个像素所需的虚拟纹理页编号；该步骤中，通过创建几何缓冲区用来存储每个像素对应三维空间中模型顶点的位置、法线、漫反射颜色或其他有用的材质参数，具体为在3D处理虚拟纹理映射过程中，通过创建几何缓存区，用于存储每个像素所需要的虚拟纹理页的编号，当加载纹理LOD与所需要显示的纹理LOD层级相差超过设定范围时，优先使用mipmap等级较低的纹理页，当精细度更高的纹理页加载完成时，控制使用新的纹理页代替之前的，使图像渲染更加清晰，保证3D处理画面过渡更加平滑。
对3D视野变换图像纹理的运行管理过程中，进行渲染反馈处理；该步骤中，首先通过单个像素的纹理坐标分析得到每个像素所需的纹理页，其中这一过程在片源着色器中完成，使其在开启一个新的渲染通道时，可有效减少片元着色器所使用的屏幕空间分辨率，并提升分析处理效率，同时通过查询接口分析上一帧所需要的纹理页请求，将纹理页加载到内存并进行纹理页合并，将处理完成后的数据发送到GPU端分配反馈至纹理缓冲区中，通过该处理，可达到使用一个反馈机制来保下一帧渲染当中仍然要使用的纹理，有效减轻传输带宽的负载，同时进一步减轻对不可见物体纹理的传输压力。
在3D图像纹理的使用过程中，对3D图像纹理进行过滤处理；由于虚拟纹理对应的物理纹理的存储地址是不连续的，在虚拟纹理中相邻的纹理页在物理纹理中存在不相邻的状况，使纹理单元在边界处无法进行过滤，在进行线性采样时，边界处的像素可能与周围毗邻但不相关的纹理页的像素混合，产生纹理边界处的“瑕疵”，故通过该步骤，进行各项异性过滤，使采样沿着变化率最大的方向进行多次采样，可增加各项异性过滤的“页边界”。
S104、对3D视野变化处理的信息数据进行查询管理；
示例性的，在本发明实施例中，用户对完成3D视野变化处理的图像信息进行查询时，将结果信息展示给用户；其中用户可通过旋转的方式对结果进行查阅，有效提升用户的满意度。
完成3D视野变化处理后，将优化后的处理结果数据与优化处理前的处理结果数据进行对比，并将结果数传输至工作人员处，供其分析查阅，为后续的改进完善提供可靠的参考依据。
实施例二：本发明实施例二提供了一种基于视野变换的3D体验系统，图2为本实施例二提供的一种基于视野变换的3D体验系统的模块构成示意图，如图2所示，该系统包括：
管理优化模块，用于对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理；
分析处理模块，用于对3D视野变换处理的图像虚拟纹理进行调度优化分析；
查询对比模块，用于对3D视野变化处理的信息数据进行查询管理。
在本发明的一些实施例中，管理优化模块包括：
遮挡剔除模块，用于对遮挡物体信息进行剔除管理；
空间误差模块，用于进行空间误差处理分析；
纹理查找模块，用于进行纹理的采样查找控制。
在本发明的一些实施例中，分析处理模块包括：
调度处理模块，用于对虚拟纹理数据进行调度处理；
渲染反馈模块，用于进行渲染数据信息的反馈管理；
过滤管理模块，用于进行数据纹理进行过滤处理。
在本发明的一些实施例中，查询对比模块包括：
查询结果模块，用于进行结果信息数据的查询控制；
对比分析模块，用于进行数据信息的对比分析。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于视野变换的3D体验方法，其特征在于：包括：
对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理；
对3D场景图像纹理进行查找处理；
对3D视野变换处理的图像虚拟纹理进行调度优化分析；
对3D视野变化处理的信息数据进行查询管理。
2.根据权利要求1所述的一种基于视野变换的3D体验方法，其特征在于：所述对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理包括：
在进行3D视野变换处理的视锥体内部，对视线方向被前面物体遮挡对象从场景中的剔除进行优化处理；
通过屏幕空间误差，作为场景3D数据动态调度标准。
3.根据权利要求1所述的一种基于视野变换的3D体验方法，其特征在于：所述对3D场景图像纹理进行查找处理包括：
通过3D场景中的虚拟纹理坐标在间接纹理中进行采样查找，获得偏移信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于视野变换的3D体验方法，其特征在于：所述对3D视野变换处理的图像虚拟纹理进行调度优化分析包括：
通过创建几何缓存区，用于存储每个像素所需的虚拟纹理页编号；
对3D视野变换图像纹理的运行管理过程中，进行渲染反馈处理；
在3D图像纹理的使用过程中，对3D图像纹理进行过滤处理。
5.根据权利要求1所述的一种基于视野变换的3D体验方法，其特征在于：所述对3D视野变化处理的信息数据进行查询管理包括：
用户对完成3D视野变化处理的图像信息进行查询时，将结果信息展示给用户；
完成3D视野变化处理后，将优化后的处理结果数据与优化处理前的处理结果数据进行对比，并将结果数传输至工作人员处，供其分析查阅，为后续的改进完善提供可靠的参考依据。
6.一种基于视野变换的3D体验系统，其特征在于：包括：
管理优化模块，用于对3D视野变换处理的遮挡剔除及空间误差进行优化管理；
分析处理模块，用于对3D视野变换处理的图像虚拟纹理进行调度优化分析；
查询对比模块，用于对3D视野变化处理的信息数据进行查询管理。
7.根据权利要求6所述的一种基于视野变换的3D体验系统，其特征在于：所述管理优化模块包括：
遮挡剔除模块，用于对遮挡物体信息进行剔除管理；
空间误差模块，用于进行空间误差处理分析；
纹理查找模块，用于进行纹理的采样查找控制。
8.根据权利要求6所述的一种基于视野变换的3D体验系统，其特征在于：所述分析处理模块包括：
调度处理模块，用于对虚拟纹理数据进行调度处理；
渲染反馈模块，用于进行渲染数据信息的反馈管理；
过滤管理模块，用于进行数据纹理进行过滤处理。
9.根据权利要求6所述的一种基于视野变换的3D体验系统，其特征在于：所述查询对比模块包括：
查询结果模块，用于进行结果信息数据的查询控制；
对比分析模块，用于进行数据信息的对比分析。
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