CN118135079A - 基于云端融合的三维场景漫游绘制方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种基于云端融合的三维场景漫游绘制方法、装置及设备。所述方法包括：在云端启动云渲染程序并载入三维场景，根据三维场景的深度信息将三维场景划分为前后景，并运用不同云端节点的渲染管线分别对前后景进行渲染得到前后景渲染结果；通过将深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图并与前后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端；客户端接收并解码得到帧结果图像的深度信息，根据深度信息对前后景渲染结果进行融合绘制，得到高分辨融合图像并在客户端进行显示。采用本方法能够将深度编码与场景融合技术进行结合，在云端进行三维场景渲染，缩短了三维场景漫游绘制的响应时间，提高了场景渲染质量。
Description
技术领域
本申请涉及云端融合三维绘制技术领域，特别是涉及一种基于云端融合的三维场景漫游绘制方法、装置及设备。
背景技术
三维场景漫游为用户提供了更深入的互动、可视化和模拟体验，有助于改善决策制定、沟通过程，以及更好地理解和管理现实世界的复杂性。然而，三维场景漫游通常需要处理大量复杂的地理、建筑或产品数据。传统的本地计算资源可能难以应对这些复杂场景的需求，导致三维场景漫游绘制的响应时间长、场景渲染的质量低。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种基于云端融合的三维场景漫游绘制方法、装置及设备，通过深度编码与场景融合技术，该方法可有效解决三维场景漫游绘制的响应时间长、场景渲染质量低的问题。
一种基于云端融合的三维场景漫游绘制方法，所述方法包括：
通过云端与客户端之间的实时通讯，当获取客户端输入的启动命令和交互信息后，在云端启动云渲染程序并载入三维场景；
根据三维场景的深度信息将三维场景划分为前景和后景，并运用不同云端节点的渲染管线分别对前景和后景进行渲染，得到前景渲染结果和后景渲染结果；
通过将三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，并将深度图与前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端；
客户端接收帧结果图像并进行解码，得到帧结果图像的深度信息，根据帧结果图像的深度信息对前景渲染结果和后景渲染结果进行融合绘制，得到三维场景对应的高分辨融合图像并在客户端的显示界面进行显示。
在其中一个实施例中，客户端输入的交互信息包括鼠标交互信息和键盘交互信息，鼠标交互信息包括鼠标点击交互、鼠标移动交互和鼠标滚轮滑动交互，键盘交互信息包括独立按键交互和组合按键交互。
在其中一个实施例中，三维场景的深度信息为大小在区间[0,1]之内的float类型的场景深度。
在其中一个实施例中，三维场景的深度图的分辨率与帧结果图像的分辨率一致。
在其中一个实施例中，通过将三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，包括：
将深度信息乘以255，得到第一整数部分和第一小数部分，并将第一整数部分编码进8位的R通道；
将第一小数部分乘以255，得到第二整数部分和第二小数部分，并将第二整数部分编码进8位的G通道；
将第二小数部分乘以255，得到第三整数部分和第三小数部分，并将第三整数部分编码进8位的B通道；
将第三小数部分乘以255，得到最终的整数部分并将其编码进8位的A通道；
通过将三维场景中每个像素点的深度信息都编码为8位的RGBA通道值，得到三维场景的深度图。
在其中一个实施例中，将深度图与前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端，包括：
将同一帧的深度图与对应的前景渲染结果和后景渲染结果合并为一张帧结果图像，并将帧结果图像输出至客户端进行显示。
在其中一个实施例中，客户端接收帧结果图像并进行解码，得到帧结果图像的深度信息，包括：
客户端接收帧结果图像并提取其中的深度图，通过对深度图进行解码，得到帧结果图像的深度信息。
在其中一个实施例中，对深度图进行解码包括以下步骤：将深度图中R通道的值除以255，转化为float类型并记为第一深度信息；将G通道的值除以65025，转化为float类型并记为第二深度信息；将B通道的值除以16581375，转化为float类型并记为第三深度信息；将A通道的值除以4228250625，转化为float类型并记为第四深度信息；将第一深度信息、第二深度信息、第三深度信息与第四深度信息进行合并，得到帧结果图像的深度信息。
一种基于云端融合的三维场景漫游绘制装置，所述装置包括：
初始化模块，用于通过云端与客户端之间的实时通讯，当获取客户端输入的启动命令和交互信息后，在云端启动云渲染程序并载入三维场景；
渲染模块，用于根据三维场景的深度信息将三维场景划分为前景和后景，并运用不同云端节点的渲染管线分别对前景和后景进行渲染，得到前景渲染结果和后景渲染结果；
深度编码模块，用于通过将三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，并将深度图与前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端；
融合绘制模块，用于客户端接收帧结果图像并进行解码，得到帧结果图像的深度信息，根据帧结果图像的深度信息对前景渲染结果和后景渲染结果进行融合绘制，得到三维场景对应的高分辨融合图像并在客户端的显示界面进行显示。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
通过云端与客户端之间的实时通讯，当获取客户端输入的启动命令和交互信息后，在云端启动云渲染程序并载入三维场景；
根据三维场景的深度信息将三维场景划分为前景和后景，并运用不同云端节点的渲染管线分别对前景和后景进行渲染，得到前景渲染结果和后景渲染结果；
通过将三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，并将深度图与前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端；
客户端接收帧结果图像并进行解码，得到帧结果图像的深度信息，根据帧结果图像的深度信息对前景渲染结果和后景渲染结果进行融合绘制，得到三维场景对应的高分辨融合图像并在客户端的显示界面进行显示。
上述一种基于云端融合的三维场景漫游绘制方法、装置及设备，通过将渲染任务迁移到云端，在云端对三维场景的前后景进行渲染，运用了云计算的高性能资源，用户能够获得更加流畅的、实时的漫游和交互体验，同时无需担心设备兼容性问题，使得不同地点的用户能够实时共享和编辑三维场景，增强了多用户协作的可行性。并且，通过将深度编码与场景融合技术进行结合，在引擎实时渲染和物理效应分析等方面缩短三维场景漫游绘制的响应时间、提高场景渲染质量，从而释放硬件性能、扩展系统能力，并支持跨平台适配的分布式应用。
附图说明
图1为一个实施例中一种基于云端融合的三维场景漫游绘制方法的流程示意图；
图2为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种基于云端融合的三维场景漫游绘制方法，包括以下步骤：
步骤S1、通过云端与客户端之间的实时通讯，当获取客户端输入的启动命令和交互信息后，在云端启动云渲染程序并载入三维场景。其中，交互在三维场景漫游绘制的整个流程中持续存在。
步骤S2、根据三维场景的深度信息将三维场景划分为前景和后景，并运用不同云端节点的渲染管线分别对前景和后景进行渲染，得到前景渲染结果和后景渲染结果。
步骤S3、通过将三维场景的深度信息编码为RGBA（红色通道、绿色通道、蓝色通道和透明度通道）通道值，得到三维场景的深度图，并将深度图与前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端。
步骤S4、客户端接收帧结果图像并进行解码，得到帧结果图像的深度信息，根据帧结果图像的深度信息对前景渲染结果和后景渲染结果进行融合绘制，得到三维场景对应的高分辨融合图像并在客户端的显示界面进行显示。具体地，在根据帧结果图像的深度信息对前景渲染结果和后景渲染结果进行融合绘制时，当数据不同步时，即某一路若未收到新数据，则使用最近一次的数据进行融合绘制。
在其中一个实施例中，客户端输入的交互信息包括鼠标交互信息和键盘交互信息，鼠标交互信息包括鼠标点击交互、鼠标移动交互和鼠标滚轮滑动交互，键盘交互信息包括独立按键交互和组合按键交互。
在其中一个实施例中，三维场景的深度信息为大小在区间[0,1]之内的float（浮点）类型的场景深度。
在其中一个实施例中，三维场景的深度图的分辨率与帧结果图像的分辨率一致。
在其中一个实施例中，通过将三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，包括：
将深度信息乘以255，得到第一整数部分和第一小数部分，并将第一整数部分编码进8位的R通道；
将第一小数部分乘以255，得到第二整数部分和第二小数部分，并将第二整数部分编码进8位的G通道；
将第二小数部分乘以255，得到第三整数部分和第三小数部分，并将第三整数部分编码进8位的B通道；
将第三小数部分乘以255，得到最终的整数部分并将其编码进8位的A通道；
通过将三维场景中每个像素点的深度信息都编码为8位的RGBA通道值，得到三维场景的深度图。具体地，在实际应用中，可以不进行A通道的深度信息编码和解码。
在其中一个实施例中，将深度图与前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端，包括：
将同一帧的深度图与对应的前景渲染结果和后景渲染结果合并为一张帧结果图像，并将帧结果图像输出至客户端进行显示。
在其中一个实施例中，客户端接收帧结果图像并进行解码，得到帧结果图像的深度信息，包括：
客户端接收帧结果图像并提取其中的深度图，通过对深度图进行解码，得到帧结果图像的深度信息；其中，对深度图进行解码包括以下步骤：
将深度图中R通道的值除以255，转化为float类型并记为第一深度信息；将G通道的值除以65025，转化为float类型并记为第二深度信息；将B通道的值除以16581375，转化为float类型并记为第三深度信息；将A通道的值除以4228250625，转化为float类型并记为第四深度信息；将第一深度信息、第二深度信息、第三深度信息与第四深度信息进行合并，得到帧结果图像的深度信息。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，提供了一种基于云端融合的三维场景漫游绘制装置，包括：
初始化模块，用于通过云端与客户端之间的实时通讯，当获取客户端输入的启动命令和交互信息后，在云端启动云渲染程序并载入三维场景；
渲染模块，用于根据三维场景的深度信息将三维场景划分为前景和后景，并运用不同云端节点的渲染管线分别对前景和后景进行渲染，得到前景渲染结果和后景渲染结果；
深度编码模块，用于通过将三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，并将深度图与前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端；
融合绘制模块，用于客户端接收帧结果图像并进行解码，得到帧结果图像的深度信息，根据帧结果图像的深度信息对前景渲染结果和后景渲染结果进行融合绘制，得到三维场景对应的高分辨融合图像并在客户端的显示界面进行显示。
关于基于云端融合的三维场景漫游绘制装置的具体限定可以参见上文中对于基于云端融合的三维场景漫游绘制方法的限定，在此不再赘述。上述基于云端融合的三维场景漫游绘制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图2所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种基于云端融合的三维场景漫游绘制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图2中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
通过云端与客户端之间的实时通讯，当获取客户端输入的启动命令和交互信息后，在云端启动云渲染程序并载入三维场景；
根据三维场景的深度信息将三维场景划分为前景和后景，并运用不同云端节点的渲染管线分别对前景和后景进行渲染，得到前景渲染结果和后景渲染结果；
通过将三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，并将深度图与前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端；
客户端接收帧结果图像并进行解码，得到帧结果图像的深度信息，根据帧结果图像的深度信息对前景渲染结果和后景渲染结果进行融合绘制，得到三维场景对应的高分辨融合图像并在客户端的显示界面进行显示。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于云端融合的三维场景漫游绘制方法，其特征在于，所述方法包括：
通过云端与客户端之间的实时通讯，当获取客户端输入的启动命令和交互信息后，在云端启动云渲染程序并载入三维场景；
根据所述三维场景的深度信息将所述三维场景划分为前景和后景，并运用不同云端节点的渲染管线分别对前景和后景进行渲染，得到前景渲染结果和后景渲染结果；
通过将所述三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，并将所述深度图与所述前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端；
客户端接收所述帧结果图像并进行解码，得到所述帧结果图像的深度信息，根据所述帧结果图像的深度信息对所述前景渲染结果和后景渲染结果进行融合绘制，得到所述三维场景对应的高分辨融合图像。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，客户端输入的交互信息包括鼠标交互信息和键盘交互信息，所述鼠标交互信息包括鼠标点击交互、鼠标移动交互和鼠标滚轮滑动交互，所述键盘交互信息包括独立按键交互和组合按键交互。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维场景的深度信息为大小在区间[0,1]之内的float类型的场景深度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维场景的深度图的分辨率与所述帧结果图像的分辨率一致。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过将所述三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，包括：
将所述深度信息乘以255，得到第一整数部分和第一小数部分，并将所述第一整数部分编码进8位的R通道；
将所述第一小数部分乘以255，得到第二整数部分和第二小数部分，并将所述第二整数部分编码进8位的G通道；
将所述第二小数部分乘以255，得到第三整数部分和第三小数部分，并将所述第三整数部分编码进8位的B通道；
将所述第三小数部分乘以255，得到最终的整数部分并将其编码进8位的A通道；
通过将所述三维场景中每个像素点的深度信息都编码为8位的RGBA通道值，得到三维场景的深度图。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述深度图与所述前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端，包括：
将同一帧的深度图与对应的所述前景渲染结果和后景渲染结果合并为一张帧结果图像，并将所述帧结果图像输出至客户端进行显示。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，客户端接收所述帧结果图像并进行解码，得到所述帧结果图像的深度信息，包括：
客户端接收所述帧结果图像并提取其中的深度图，通过对所述深度图进行解码，得到所述帧结果图像的深度信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述深度图进行解码包括以下步骤：将所述深度图中R通道的值除以255，转化为float类型并记为第一深度信息；将G通道的值除以65025，转化为float类型并记为第二深度信息；将B通道的值除以16581375，转化为float类型并记为第三深度信息；将A通道的值除以4228250625，转化为float类型并记为第四深度信息；将所述第一深度信息、第二深度信息、第三深度信息与第四深度信息进行合并，得到所述帧结果图像的深度信息。
9.一种基于云端融合的三维场景漫游绘制装置，其特征在于，所述装置包括：
初始化模块，用于通过云端与客户端之间的实时通讯，当获取客户端输入的启动命令和交互信息后，在云端启动云渲染程序并载入三维场景；
渲染模块，用于根据所述三维场景的深度信息将所述三维场景划分为前景和后景，并运用不同云端节点的渲染管线分别对前景和后景进行渲染，得到前景渲染结果和后景渲染结果；
深度编码模块，用于通过将所述三维场景的深度信息编码为RGBA通道值，得到三维场景的深度图，并将所述深度图与所述前景渲染结果和后景渲染结果合并为帧结果图像并输出至客户端；
融合绘制模块，用于客户端接收所述帧结果图像并进行解码，得到所述帧结果图像的深度信息，根据所述帧结果图像的深度信息对所述前景渲染结果和后景渲染结果进行融合绘制，得到所述三维场景对应的高分辨融合图像。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-8任一项所述方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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