[发明专利]曲面渲染系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种曲面构建系统及方法，尤其是关于一种曲面渲染系统及方法。

背景技术

目前较为成熟的模型重建技术是通过构建曲面来实现的，在构建曲面的过程中，根据实物模型的点云数据构建曲面、对曲面利用几何图形，例如三角形进行网格化以逼近实物面在实践中被广泛应用。常用的曲面三角网格化方法有迭代法和迪式(Delaunay)算法，然而这两种方法都存在不足之处：用迭代法直接算出曲面的控制点，再根据控制点坐标拟合三角形的速度非常慢，且拟合出来的三角形大小不一致，速度和精度都不尽人意；用Delaunay算法所获得的三角网格比较规则，但Delaunay算法致力于提高剖分质量，而导致剖分生成的三角面片的数量巨大，所以速度缓慢。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种曲面渲染系统，可以快速三角网格化曲面，并对网格化后的曲面各区域的三角形根据该区域的平滑程度进行多级细分，提高曲面渲染的速度及精度。

此外，还有必要提供一种曲面渲染方法，可以快速三角网格化曲面，并对网格化后的曲面各区域的三角形根据该区域的平滑程度进行多级细分，提高曲面渲染的速度及精度。

一种曲面渲染系统，应用于数据处理装置。该系统包括：曲面网格化模块，用于从与数据处理装置相连接的存储设备读取曲面控制点及曲面边界点，根据曲面控制点及曲面边界点对曲面进行三角网格化；曲面细分模块，用于根据网格化后的曲面中相邻三角形法向量的夹角大小对曲面中的三角形进行多级细分；显示状态标示模块，用于确定多级细分后的曲面中的表面三角形及内部三角形，得到曲面中所有三角形的显示及隐藏信息；及曲面显示模块，用于确定与数据处理装置相连接的显示设备的视口显示范围，在所述视口显示范围内显示曲面中的表面三角形。

一种曲面渲染方法，应用于数据处理装置。该方法包括：(A)从与数据处理装置相连接的存储设备读取曲面控制点及曲面边界点，根据曲面控制点及曲面边界点对曲面进行三角网格化；(B)根据网格化后的曲面中相邻三角形法向量的夹角大小对曲面中的三角形进行多级细分；(C)确定多级细分后的曲面中的表面三角形及内部三角形，得到曲面中所有三角形的显示及隐藏信息；及(D)确定与数据处理装置相连接的显示设备的视口显示范围，在所述视口显示范围内显示曲面中的表面三角形。

相较于现有技术，本发明提供的曲面渲染系统及方法可以快速三角网格化曲面，对网格化后的曲面各区域的三角形根据该区域的平滑程度进行多级细分，并快速显示曲面，提高曲面渲染的速度及精度。

附图说明

图1是本发明曲面渲染系统较佳实施例的应用环境图。

图2是本发明曲面渲染方法较佳实施例的总流程图。

图3是图2中步骤S201的细化流程图。

图4是图2中步骤S203的细化流程图。

图5是图2中步骤S205的细化流程图。

图6是图2中步骤S207的细化流程图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明曲面渲染系统10较佳实施例的应用环境图。该曲面渲染系统10安装并运行于电子装置100。该电子装置100还包括存储设备20、处理器30及显示设备40。

存储设备20用于存储曲面相关资料及曲面渲染系统10的计算机化程序代码。存储设备20可以为电子装置100内置的存储器，也可以为电子装置100外接的存储器。所述曲面相关资料包括曲面控制点及曲面边界点。

处理器30执行曲面渲染系统10的计算机化程序代码，实现快速三角网格化曲面、对网格化后的曲面各区域的三角形根据实际平滑程度进行多级细分。

显示设备40用于显示网格化前、网格化后及多级细分后的曲面。

所述电子装置100可以为计算机或其它任意适用的具备数据处理功能的装置。

该曲面渲染系统10包括：曲面网格化模块11、曲面细分模块12、显示状态标示模块13及曲面显示模块14。

曲面网格化模块11用于从存储设备20读取曲面控制点及曲面边界点，根据曲面控制点及曲面边界点对曲面进行三角网格化(具体介绍请参见图3)。曲面控制点决定曲面的变化趋势。曲面边界点决定曲面的形状。

曲面细分模块12用于根据网格化后的曲面中相邻三角形法向量的夹角大小对曲面中的三角形进行多级细分(具体介绍请参见图4)。

显示状态标示模块13用于确定多级细分后的曲面中的表面三角形及内部三角形，得到曲面中所有三角形的显示及隐藏信息(具体介绍请参见图5)。