[发明专利]映射和渲染三维目标和活动的三维目标的基于图像的方法

权利要求书

1.一种用于映射和渲染三维目标的方法，包括以下步骤：

将三维目标的原始数据变换成中间映射；

将中间映射的数据变换为外切立方体形式的渲染映射，在此，分层的深度图像分配给外切立方体的每个表面；并且

通过根据观察者的位置而确定外切立方体的可见表面，将用于每个可见表面的分层的深度图像变换成纹理，并将带有纹理的可见表面可视化来渲染所获得的映射。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维目标的原始数据变换成中间映射包括：

将三维模型放置在外切立方体内侧；

将该模型正交投射地投影到外切立方体的所有表面上，以便对于每个表面获得具有预定像素分辨率的模型图像；

对于在所获得的图像中的每个像素计算相应的深度值，该值为从模型表面处的点到外切立方体相应表面的距离，从而获得对于每个表面的灰度图像，灰度图像的每个点具有与该点的深度相对应的亮度；

将所获得的12个图像的数据存储为6对映像，每对映像由对应于外切立方体的表面的彩色图像和灰度图像构成；并且

从所获得的6个影像对中获得对应于外切立方体每个表面的分层的深度图像。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将三维目标的原始数据变换成中间映射包括产生一个分层的深度图像，并由分层的深度图像形成针对外切立方体每个表面的相应的多层深度图像。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对于外切立方体每个表面形成分层的深度图像包括：如果在该点处的法线与立方体表面的法线之间的角度小于预定值，那么就抛弃中间图像的点。

5.如权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，将对于每个可见表面的分层深度图像转换为纹理的步骤包括：

根据观察者相对于该表面的位置确定纹理尺寸；

将表面由坐标轴分割成象限，该坐标轴的原点与作为该表面平面上的观察点的正交投影的点重合；

对于每个象限，通过在指向所述坐标原点方向上的线并通过从距离该表面平面最远的点到靠近点的深度来确定分层深度图像的遍历方向，并在遍历图像的过程中对于图像的每个点检查该点是否落于所形成的纹理中，如果结果是否定的，那么忽略相应的图像点，并进行到下一个点，而如果结果是肯定的，将该图像点的坐标和深度用函数式转换为所形成的纹理的点的坐标；以及

在具有所获得的坐标的纹理点处形成板条。

6.如权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，所述中间映射数据用作三维目标模型的存储信息。

7.一种用于映射和渲染活动的三维目标的方法，包括以下步骤：

将三维目标的原始数据变换成中间映射；

将用于中间映射的各帧的数据变换成外切立方体形式的渲染映射，在此分层的深度图像分配给该外切立方体的每个表面上；以及

通过考虑观察者的位置确定对于每帧的外切立方体的可见表面，对于每个可见表面将分层的深度图像转换为纹理，并将带有纹理的可见表面可视化来渲染所获得的映射的序列。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将三维目标的原始数据变换为中间映射包括：

将三维模型放置在外切立方体内侧；

对于动画的每一帧，将该模型正交投射地投影到外切立方体的所有表面上，以便对于每个表面获得具有预定像素分辨率的模型图像；

对于在所获得的图像中的每个像素计算相应的深度值，该值为从模型表面处的点到外切立方体相应表面的距离，从而获得对于每个表面的灰度图像，灰度图像的每个点具有与该点的深度相对应的亮度；

将所获得的12个图像的数据存储为6对映像，每对映像由对应于外切立方体的表面的彩色图像和灰度图像构成；并且

从所获得的6个影像对中构建对应于外切立方体每个表面的分层的深度图像。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，六个视频流形式的所获得的中间映射利用MPEG4压缩格式压缩，同时在颜色信道存储颜色信息，在α信道存储深度映像。