[发明专利]三维点采样数据高性能渲染方法

权利要求书

1.一种三维点采样数据高性能渲染方法，其特征在于，所述渲染方法包括下述步骤：(1)构建采样点最近邻域集的局部隐式曲面，基于此估算法向；(2)协方差分析邻域点集，确定采样点在其切平面上的椭圆表示；(3)利用椭圆加权滤波，绘制3D采样点；(4)按照采样点在当前视角下深度值进行的动态排序，设计三维点采样数据从远到近的单遍绘制方法。

2.根据权利要求1所述的三维点采样数据高性能渲染方法，其特征在于：在步骤(1)中，采样点的法向是通过计算隐式曲面的梯度得到，具体是：(a)利用kD树快速搜索采样点的k最近邻域N_k(p_i)，依据三维点采样数据的规模n取k∈[9，30]；(b)基于径向基函数RBF，并采用法矢约束的方式加入约束点，在采样点集N_k(p_i)上重构采样点p_i的局部隐式曲面；(c)计算采样点p_i的隐式曲面在采样点p_i处的梯度得其法向n_i，并采用最小生成树传播法对n_i进行全局一致化处理。

3.根据权利要求1所述的三维点采样数据高性能渲染方法，其特征在于：在步骤(2)中，定义采样点的k最近邻域N_k(p_i)的协方差矩阵并进行分析，其3个特征值为非负值，由此确定采样点的k最近邻域N_k(p_i)的最佳包围体椭圆球的3个轴长；其3个特征向量组成一正交基，由此确定采样点p_i在其切平面上的椭圆表示。

4.根据权利要求1所述的三维点采样数据高性能渲染方法，其特征在于：在步骤(3)中，具体是：在采样点p_i切平面的局部标架中，定义p_i的重构核，以便连续地重构点采样模型；二维屏幕空间的椭圆加权滤波重采样函数便是景物空间点数据重构滤波与二维屏幕低通滤波的卷积。

5.根据权利要求1所述的三维点采样数据高性能渲染方法，其特征在于：在步骤(4)中，具体是；首先，根据采样点的x、y和z坐标由小到大排序得到3组顺序表；然后，根据当前视点判定绘制时所用的顺序表，以避免每次绘制的排序问题，加快了绘制速度；对于不可见采样点的剔除，利用八叉树来加速该过程：遍历八叉树，当结点的包围球投影在屏幕之外或结点的法锥面完全背向于视点，则剔除该节点所包含的采样点；同时，该方法遵循从后往前的绘制原则，故直接用开放性图形库OpenGL绘制可得到透明的数据绘制效果。