[发明专利]一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机科学技术领域，特别是涉及一种在三维场景中实现三维演示文档的方法。

背景技术

随着计算机科学飞速的发展带动了信息的爆炸式增长，在这个眼球经济的年代，谁可以以其独特的方式吸引眼球注意力，谁便是信息世界的主宰。

目前人们无论是办公，会议，教学，展示等各种信息交流传播活动中，人们最常用的方式就是播放演示文档，然而目前的演示文档无论从形式还是内容上和5年前没有什么两样，目前最常用的演示文档制作系统主要是美国微软公司提供的MS PowerPoint系统，以及金山公司提供的WPS，这几种演示文档制作系统只能够制作出呆板的二维演示文档供人们进行信息交流，因为人们生活的这个世界是三维空间化的，而通常看到的幻灯片投影看到内容的依然停留于简单呆板的平面形式，三维演示文档技术的诞生为改变这种局面提供了可能性。

随着计算机CPU以及显卡GPU处理速度的不断提高，目前各种三维虚拟的显示效果不断提高，个人计算机对于处理三维实时渲染的速度已经达到完全可以承受的程度，但是普通用户并不能轻易地如同使用二维演示文档制作系统那样制作出三维的演示文档来，这是因为目前的三维编辑系统的操作非常复杂，比如3Dmax，Maya，XSI，Pro-E，以及VRToolS，VRP等系统操作均是相当复杂，必须是经过长期培训的专业人员才能够使用，因此尽管目前的计算机性能已经完全达到三维实时渲染的速度要求，三维技术还仅能应用在专业设计、娱乐等有限几个行业的原因。

虽然目前有少数厂家提供了一些组件，如crystalgraphics公司的Power Plugs组件可以提供一些使幻灯片的转场有一些简单的三维动画的效果，一是基于二维演示文档，效果受到限制，没有类似于真实世界的三维互动，文档本身不是三维的，而且处于一个二维环境中，效果仅是文档幻灯片转场才能够看到，实际上是一个简单的视频录象叠加，这种效果存在相当的局限性。

要实现基于大型三维化真实世界中互动体验的三维演示文档，必须突破三维编辑技术的复杂性以及二维演示文档制作系统带来的概念禁锢，实现文档与大型三维化场景的融合，真正实现人们无碍流畅地交流信息。

如图1所示，现有技术中采用六面法进行视锥的创建，视锥本身最常见的表示方法就是6个平面，这6个平面是从一个矩阵抽取出来的，该矩阵是由一系列的模型视图矩阵和投影矩阵组成。每个平面会将场景空间分割成2个部分，6个平面横纵交叉所围成的几何体，就定义了摄像机的可视区域。

采用六面法有两个不利之处。第一，系统处理开销大。为了判断某个点是否位于视锥之内，我们要对每一个平面求解一个方程式，只有当所有6个平面的求解值都为正数，才能确定这个点确实位于视锥之内，这就需要解6个方程。第二，提取视锥的位置和坐标不是一件容易的事情，这使得某些操作(如更新操作)实施起来很困难。这导致每次更新摄像机信息之后，几乎所有的算法实现都会重新创建一个新的视锥。如此一来，在使用6个平面重新创建视锥的过程中，就会带来一些额外的系统开销，其表现形式就是一些不必要的浮点操作(包括浮点除法和求平方根)。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法，该方法克服了现有二维信息演示文档效果简单呆板，同时又解决了三维编辑系统存在操作非常复杂，普通人员不能较容易制作出三维信息演示文档的问题。通过该方法实现普通操作人员如同二维演示文档制作系统类似的简单操作就可制作出三维信息演示文档，同时又可以保证在三维场景内实现信息演示文档与场景融合的真实效果。

为了实现上述目标，本发明描述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法，采用如下的架构，该方法包括8个系统协同工作完成，分别为三维图形渲染引擎、三维幻灯片生成设置系统、场景模板库系统，物件库系统，连接关系处理系统，稀少纹理处理系统，文字输入编辑系统和三维演示文档内容格式接口。基本的实现流程包括以下步骤：

a)启动三维图形渲染引擎加载场景模板库，物件库并进行实时渲染；

b)使用基于雷达法的视锥场景剔除法加速实时渲染效率；

c)通过三维幻灯片生成设置系统设置三维演示文档；

d)通过文字输入编辑系统在三维幻灯片内进行文字输入编辑；

e)通过稀少纹理类处理系统进行文字清晰化处理；

f)启动演示文档幻灯片连接关系系统，将三维幻灯片连接成三维演示文档；

g)通过三维演示文档内容格式接口将三维演示文档内容保存成特定格式。