[发明专利]一种三维场景中的物体显示方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维动态场景中实时绘制三维物体方法，尤其涉及一种用实物照片替代常规模型在三维场景中模拟显示高度仿真的三维物体的方法。属于计算机应用领域，特别是计算机图形学、虚拟成像技术领域。

背景技术

三维实时虚拟显示技术已广泛应用在游戏、虚拟仿真等领域中，它具有强大的交互能力和三维空间展示能力。但在现有的计算机软、硬件条件下，三维模型制作复杂，模型仿真度低，在三维渲染时不及物体图片和视频。这使三维实时虚拟显示技术无法达到即能保持强大的互动性又能高仿真的模拟展示物体。

目前在计算机三维仿真系统中是运用事先做好的模型来模拟三维物体的展示，当前使用的技术主要是以下两种：

基于图像的建模技术：按角度对实物采样，通过计算机算生成三维模型，然后简化为最终模型，同时制作模型表面纹理贴图。

基于建模工具软件建模技术：运用建模工具软件，按实物制作出三维模型，同时制作模型表面纹理贴图。

现有的这两种主流技术都需要模型制作软件来建立物体的模型，也需要图形制作软件来制作模型表面的纹理贴图。但在现有的计算机软件硬件条件下，三维模型制作复杂，模型仿真度低，在三维渲染时即便可以制作出真实物体的外形、轮廓，也不及物体照片和视频所能达到的真实度。这使三维实时虚拟显示技术无法达到即能保持强大的互动性又能高仿真的模拟展示物体。

同时由于三维仿真系统对模型低点面数，控制纹理贴图数量大小的要求，使得这些技术在应用时变的非常困难，需要制作人员有非常高的技术能力和应用经验。

有鉴于此，本领域发明人针对上述问题，开发了一种新的三维场景中的物体显示方法，以提高展示物体的真实度，并降低制作人员的技术制作难度。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种照片替模渲染技术，即用真实物体的照片，在三维场景中替代模型渲染，达到虚拟仿真的一种技术方法，克服了现有模型渲染技术的缺点，从而实现在三维虚拟仿真环境下，真实物体的无差别展示，包括场景中物体的大小、旋转角度、位置关系及物体的各个表面、物体与场景中其它物体的遮挡关系、物体与其它物体的角度关系等。

本发明采用如下技术方案：

所述三维场景中的物体显示方法，包括以下步骤：

1)将在三维场景中使用的物体，放置到相机拍摄区域中，根据三维场景中眼睛观察角度，依据三维场景互动时的角度变化需求，等分环绕拍摄n张物体照片。得到物体照片组P[1]，P[2]，P[3]，P[4]，P[5]...P[n]，n为实际应用三维场景中观察角度个数，由360度等分及当前三维场景物体表现细腻程度决定，观察角度的个数与照片数相同，即n的数目与实际应用中三维场景可变化视角个数相同。

其中，三维场景是指使用计算机实时三维图形技术显示的，虚拟仿真显示的三维环境影像。

眼睛观察角度是指眼睛与水平地面的夹角度数，角度可以是30度到60度之间的任意角度，优选30度到45度。

等分环绕是指以观察点为原点，观察点到眼睛位置为半径旋转等分角度。

2)利用图片处理工具对所述步骤1)中的照片进行处理将目标物体轮廓以外的背景部分做透明处理，依次将处理过的照片存储为大小统一的照片组G[1]，G[2]，G[3]，G[4]，G[5]...G[n]；n的数值与所述步骤1)中n的数值相同。

其中，将照片中目标物体以外的内容做透明处理的技术可参见《计算机图形学基础》的文献报道。

3)确定三维场景中物体在不同视角下应该显示的所述步骤2)中照片序号，根据公式A＝F+H*n/360，其中物体照片初始序号为F，当前眼睛新视角即与初始视角夹角为H，照片总数为n，计算出A为新视角下最终所使用的照片序号，调用G[A]为新视角下最终所使用的照片。

4)运用billboard中的视点朝向技术，Alpha透明技术，深度缓冲技术处理所述步骤3)中照片，使得处理后的照片始终朝向观察者，照片中物体在三维场景中有透明感，照片中物体间的遮挡、大小比例关系；运用billboard中的公告板技术，将处理完的照片绑定到公告板上。

其中，Billboard技术、alpha透明技术、深度缓冲技术都是现有技术，均可参见《计算机图形学基础》的文献报道。