CN117934681A - 一种3d模型渲染方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种3D模型的渲染方法、装置、设备及计算机可读存储介质。通过获取3D模型，基于3D模型上的网格在所述3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于坐标系中同一坐标轴的目标网格，对目标网格进行坐标偏移处理，得到目标网格偏移后的坐标，从而通过对相交的目标网格进行偏移，拉开了目标网格之间的距离，进而基于距离拉开后的目标网格的坐标进行渲染，即可避免3D模型渲染中的z‑fighting问题，提高了渲染效果，提升了用户体验。

Description

一种3D模型渲染方法、装置、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种3D模型的渲染方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在对3D模型进行渲染的时候，经常会出现深度冲突(z-fighting)问题。z-fighting问题是指，在3D模型上的两个网格的位置较近，导致相交，渲染引擎无法准确识别哪个网格在前哪个网格在后，从而导致渲染后两个网格在渲染界面上不断闪烁，交替显示的问题，从而降低了渲染效果和用户体验。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种3D模型的渲染方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

第一方面，本公开实施例提供一种3D模型的渲染方法，包括：

获取3D模型；基于所述3D模型上的网格在所述3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于所述坐标系中同一坐标轴的目标网格；对所述目标网格进行坐标偏移处理，得到所述目标网格偏移后的坐标；基于所述目标网格偏移后的坐标对所述目标网格进行渲染。

第二方面，本公开实施例提供一种3D模型的渲染装置，包括：

获取模块，用于获取3D模型；

确定模块，用于基于所述3D模型上的网格在所述3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于所述坐标系中同一坐标轴的目标网格；

偏移模块，用于对所述目标网格进行坐标偏移处理，得到所述目标网格偏移后的坐标；

渲染模块，用于基于所述目标网格偏移后的坐标对所述目标网格进行渲染。

第三方面，本公开实施例提供一种电子设备，包括：

存储器；

处理器；以及

计算机程序；

其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如第一方面所述的方法。

第四方面，本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现第一方面所述的方法。

第五方面，本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现第一方面所述的方法。

本公开实施例提供的一种3D渲染方法、装置、设备及计算机可读存储介质，通过获取3D模型，基于3D模型上的网格在所述3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于坐标系中同一坐标轴的目标网格，对目标网格进行坐标偏移处理，得到目标网格偏移后的坐标，从而通过对相交的目标网格进行偏移，拉开了目标网格之间的距离，进而基于距离拉开后的目标网格的坐标进行渲染，即可避免3D模型渲染中的z-fighting问题，提高了渲染效果，提升了用户体验。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的一种3D模型的渲染方法流程图；

图2为本公开实施例提供的一种应用场景的示意图；

图3为本公开实施例提供的一种目标网格的确定方法的流程图；

图4本公开实施例提供的一种3D模型的渲染装置的结构示意图；

图5为本公开实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常情况下，在3D渲染的时候，会遇到zfighting现象_。针对该问题，本公开实施例提供了一种3D模型的渲染的方法，下面结合具体的实施例对该方法进行介绍。

图1为本公开实施例提供的3D模型的渲染方法流程图。该方法可以由3D模型的渲染装置执行，该3D模型的渲染装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，该3D模型的渲染装置可配置于电子设备中，例如服务器或终端等。

如图1所示，本公开实施例提供的方法可以包括如下步骤：

S101、获取3D模型。

具体的，本公开实施例所称的3D模型可以是任意一种对象的模型，例如房屋模型、人物模型等。

在一种实施方式中，本公开实施例所称的3D模型可以从预设的服务器中获取。例如，图2是本公开实施例提供的一种3D模型的获取方式的示意图，在图2中，终端设备22可以理解为搭载本公开实施例所称的渲染装置的设备，或者也可以理解为渲染装置本身，终端设备比如可以是手机、笔记本电脑等具有3D模型渲染能力的设备。服务器21可以理解为存储有待渲染的3D模型的服务器，该服务器可以理解为任意一种具有数据存储能力和数据交互能力的设备。如图2所示，在本公开实施例的一种实施方式中，终端设备22和服务器21可以采用有线的方式连接，也可以采用无线的方式连接，终端设备21通过预设的数据传输协议，从服务器21中获取3D模型。当然这里仅为示例说明，而不是对3D模型获取场景和方法的唯一限定。

在另一种实施方式中3D模型可以从预设的数据库中获取。比如，在一种可能的情形下，该预设数据库可以是搭载有上述渲染装置的终端设备上搭载的数据库，或者在其他情形中，也可以是独立于该终端设备之外的其他设备上的数据库。

在又一种可行的实施方式中，本公开实施例所称的3D模型，也可以是基于预先采集到的3D点云数据重建得到的。该3D点云数据可以是搭载本公开实施例所称的渲染装置的设备采集到的，也可以是从其他采集设备或存储设备上获取得到的。

S102、基于3D模型上的网格在3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于坐标系中同一坐标轴的目标网格。

具体的，本公开实施例中的目标网格可以理解为可能导致z-fighting问题的网格。

在获取到3D模型之后，针对3D模型坐标系中的每个坐标轴，在3D模型中寻找垂直于该坐标轴的网格。

然后，可以将垂直于该坐标轴的网格归为同一组，得到垂直于该坐标轴的网格组，然后从该网格组中查找相交的网格作为目标网格。

或者，也可以将垂直于该坐标轴且在该坐标轴上的坐标相同的网格归为同一组，得到网格组，然后从该网格组中查找相交的网格作为目标网格。

其中，网格相交指的是只要两个网格存在相同的点，即两个网格相交。

下面以x轴为例，来说明如何在3D模型中确定目标网格。

在3D模型中存在a、b、c、d四个网格。其中a、b、c三个网格垂直于x轴。在垂直于x轴的网格中，a、b两个网格的x坐标相同，网格a和b相交。可以将a、b、c三个网格归为同一网格组，在a、b、c这个网格组中查找到a和b相交，将网格a和b确定为目标网格；也可以将a、b归为同一个网格组，将c归为一个网格组，在a、b这个网格组中查找到a和b相交，将网格a和b确定为目标网格。

S103、对目标网格进行坐标偏移处理，得到目标网格偏移后的坐标。

具体的，本公开实施例中进行坐标偏移处理的目的是将相交的网格分离开，因此，对目标网格进行坐标偏移处理，可以理解为对相交的网格中的一部分网格进行偏移，另一部分网格不进行偏移，或者也可以理解为对所有的目标网格进行坐标偏移。

例如，现有a、b两个目标网格，a和b相交，在进行网格偏移处理时，可以只对网格a或b中的一个网格进行偏移，也可以对网格a和b都进行偏移。

进行坐标偏移可以示例性的理解为对目标网格对应于其所垂直的坐标轴上的坐标增加或减少。可以理解的是，只对目标网格对应于其所垂直的坐标轴上的坐标进行偏移，只会改变目标网格的位置，不会改变目标网格的形状。

S104、基于目标网格偏移后的坐标对目标网格进行渲染。

具体的，本公开实施例对3D模型进行渲染的方法与现有技术类似，在此不再赘述。

本公开实施例通过获取3D模型，基于3D模型上的网格在所述3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于坐标系中同一坐标轴的目标网格，对目标网格进行坐标偏移处理，得到目标网格偏移后的坐标，从而通过对相交的目标网格进行偏移，拉开了目标网格之间的距离，进而基于距离拉开后的目标网格的坐标进行渲染，即可避免3D模型渲染中的z-fighting问题，提高了渲染效果，提升了用户体验。

图3为本公开实施例提供的一种目标网格的确定方法的流程图。该方法也可以由3D模型的渲染装置执行。

如图3所示，在本公开的一些实施例中目标网格的确定方法可以包括如下步骤：

S301、针对坐标系中的任一坐标轴，基于3D模型上的网格在坐标系中的位置，确定3D模型上垂直于坐标轴的网格，以及包含该网格的平面组。

S302、平面组中的每个平面上，确定相交的网格作为目标网格。

具体的，在获取到3D模型之后，针对3D模型坐标系中的每个坐标轴，在3D模型中寻找垂直于该坐标轴的网格，和包含该网格的平面，进而将垂直于该坐标轴的平面归为垂直于该坐标轴的平面组。

其中，可以根据网格在该坐标轴上的坐标与平面对应于该坐标轴的坐标一致，确定该平面包含该网格。

然后从平面组中的平面内，查找相交的网格作为目标网格。

下面以x轴为例，来说明如何在3D模型中确定目标网格。

在3D模型中存在a、b、c、d四个网格垂直于x轴。其中a、b、c三个网格的x坐标相同，a和b相交。存在A、B、C三个垂直于x轴的平面，平面A的x坐标和网格a相同，平面B的x坐标与网格d相同。平面A包含a、b、c三个网格，平面B包含网格d，将A、B两个平面归为垂直于x轴的平面组，在垂直于x轴的平面组的平面A中查找到网格a和b相交，将a和b确定为目标网格。

本公开实施例通过将网格划分到平面上，降低了在判断网格是否相交时的需要判断的网格数量，减轻了处理负担，提高了判断网格是否相交时的效率，缩短了判断网格是否相交的时间，进而提高了3D模型的渲染效率，缩短了3D模型的渲染时间。

示例的，在其他实施例中，上述步骤S103对目标网格进行坐标偏移处理，得到目标网格偏移后的坐标，包括：

按照目标网格之间的面积排序与偏移量的大小之间的映射关系，对目标网格的坐标进行偏移处理。

具体的，本公开实施例对于目标网格进行面积排序时，可以是一个网格组中的目标网格进行排序，可以是一个平面中的目标网格进行排序，也可以是垂直于同一个坐标轴的目标网格进行排序，还可以是对所有的目标网格进行排序。

排序结果可以是目标网格由大到小的排序，也可以是由小到大的排序。

面积排序与偏移量的大小之间的映射关系指的是根据面积排序依次增加或减小目标网格的偏移量。

例如，存在a、b两个目标网格都垂直于x轴，排序结果为a、b。对网格a的x坐标增加或减少1，对网格b的x坐标增加或减少2。

可选的，在一些实施例中，如果目标网格偏移后与平面组中的另一平面中的网格相交，则对目标网格和另一平面中的网格进行坐标偏移处理，以使目标网格与另一平面中的网格不相交。

具体的，当目标网格进行坐标偏移处理后，会进入一个平面，在平面组中查找该平面，如果找不到，则将该平面加入平面组。

如果该平面可以在平面组中找到，则在该平面中查找是否存在与该目标网格相交的网格，如果存在，则对该目标网格再次进行坐标偏移处理，对于在该平面中与该目标网格相交的网格，进行坐标偏移处理，该网格的偏移量与该目标网格的偏移量不同。

本公开实施例通过对进行偏移后的目标网格进行检测，当检测到偏移后的目标网格与偏移后所处的平面中的其他网格相交时，对目标网格继续进行偏移，直至偏移后不与所处的平面中的其他网格相交，防止在偏移后，z-fighting问题复发，提高了渲染效果。

图4为本公开实施例提供的3D模型的渲染装置的结构示意图。该3D模型的渲染装置可以理解为上述实施例中的终端设备，或者3D模型的渲染装置也可以理解为上述终端设备中的部件或组件。本公开实施例提供的3D模型的渲染装置可以执行3D模型的渲染方法实施例提供的处理流程，如图4所示，3D模型的渲染装置40包括：

获取模块410，用于3D模型；

确定模块420，用于基于3D模型上的网格在3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于坐标系中同一坐标轴的目标网格；

偏移模块430，用于对目标网格进行坐标偏移处理，得到目标网格偏移后的坐标；

渲染模块440，用于基于目标网格偏移后的坐标对目标网格进行渲染。

可选的，确定模块420包括，第一确定单元421和第二确定单元422；

第一确定单元421，用于针对坐标系中的任一坐标轴，基于3D模型上的网格在坐标系中的位置，确定3D模型上垂直于坐标轴的网格，以及包含网格的平面组；

第二确定单元422，用于在平面组中的每个平面上，确定相交的网格作为目标网格。

可选的，偏移模块430包括：第一偏移单元431；

第一偏移单元431，用于按照目标网格之间的面积排序与偏移量的大小之间的映射关系，对目标网格的坐标进行偏移处理。

可选的，偏移模块430还包括：第二偏移单元432；

第二偏移单元432，用于响应于目标网格偏移后与平面组中的另一平面中的网格相交，则对目标网格和另一平面中的网格进行坐标偏移处理，以使目标网格与另一平面中的网格不相交。

图4所示实施例的3D模型的渲染装置可用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图5为本公开实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以是如上实施例所述的终端。本公开实施例提供的电子设备可以执行内核升级方法实施例提供的处理流程，如图5所示，电子设备50包括：存储器51、处理器52、计算机程序和通讯接口53；其中，计算机程序存储在存储器51中，并被配置为由处理器52执行如上所述的3D模型的渲染方法。

另外，本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述实施例所述的3D模型的渲染方法。

此外，本公开实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现如上所述的3D模型的渲染方法。

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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。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公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种3D模型的渲染方法，其特征在于，所述方法包括：

获取3D模型；

基于所述3D模型上的网格在所述3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于所述坐标系中同一坐标轴的目标网格；

对所述目标网格进行坐标偏移处理，得到所述目标网格偏移后的坐标；

基于所述目标网格偏移后的坐标对所述目标网格进行渲染。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述3D模型上的网格在所述3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于所述坐标系中同一坐标轴的目标网格，包括：

针对所述坐标系中的任一坐标轴，基于所述3D模型上的网格在所述坐标系中的位置，确定所述3D模型上垂直于所述坐标轴的网格，以及包含所述网格的平面组；

在所述平面组中的每个平面上，确定相交的网格作为目标网格。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标网格进行坐标偏移处理，得到所述目标网格偏移后的坐标，包括：

按照目标网格之间的面积排序与偏移量的大小之间的映射关系，对目标网格的坐标进行偏移处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

响应于所述目标网格偏移后与所述平面组中的另一平面中的网格相交，则对所述目标网格和所述另一平面中的所述网格进行坐标偏移处理，以使所述目标网格与所述另一平面中的所述网格不相交。

5.一种3D模型的渲染装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取3D模型；

确定模块，用于基于所述3D模型上的网格在所述3D模型的坐标系中的位置，确定相交，且垂直于所述坐标系中同一坐标轴的目标网格；

偏移模块，用于对所述目标网格进行坐标偏移处理，得到所述目标网格偏移后的坐标；

渲染模块，用于基于所述目标网格偏移后的坐标对所述目标网格进行渲染。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括，第一确定单元和第二确定单元；

所述第一确定单元，用于针对所述坐标系中的任一坐标轴，基于所述3D模型上的网格在所述坐标系中的位置，确定所述3D模型上垂直于所述坐标轴的网格，以及包含所述网格的平面组；

所述第二确定单元，用于在所述平面组中的每个平面上，确定相交的网格作为目标网格。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述偏移模块包括：第一偏移单元；

所述第一偏移单元，用于按照目标网格之间的面积排序与偏移量的大小之间的映射关系，对目标网格的坐标进行偏移处理。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述偏移模块还包括：第二偏移单元；

所述第二偏移单元，用于响应于所述目标网格偏移后与所述平面组中的另一平面中的网格相交，则对所述目标网格和所述另一平面中的所述网格进行坐标偏移处理，以使所述目标网格与所述另一平面中的所述网格不相交。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器；

处理器；以及

计算机程序；

其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。