[发明专利]基于云计算架构的三维图形渲染的实现方法及云服务系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维图形的渲染技术，特别地涉及一种基于云端架构的三维图形的渲染技术的实现方法和三维图形的渲染云服务系统。 

背景技术

在三维图形处理领域，三维图形变成最终的效果图需要经过复杂的渲染计算过程，渲染过程可分为实时渲染和照片级渲染两种类型，实时渲染对实时性要求较高，一般要求在1秒内产出若干张图片，主要用于三维游戏、三维模型动态实时展示；照片级渲染，旨在产出物理真实的效果图，主要用于影视动漫、广告策划、室内设计、工业设计等领域。 

目前，在IT互联网领域，RIA富互联网应用普遍采用基于浏览器内置的渲染引擎的处理方法，将三维图形场景转化为渲染引擎的命令，并提交到多种浏览器内置的渲染接口，利用本地渲染引擎的计算能力，在浏览器中实现显示三维立体效果的功能。主流的HTML5 Web GL、Unity 3D、Flash Stage、Silver light 3D等都属于类似的解决方案。 

大量RIA富互联网应用的实施经验表明，此类方案受到平台制约因素较大，首先兼容性差，目前没有任何一种方案能够做到与PC桌面、手机、平板、笔记本电脑以及各种内核浏览器同时兼容；跨平台能力弱，在移动设备等图形计算能力较低的设备上，三维渲染效果差，无法保证实时性；数据带宽要求高，三维图形的场景模型数据量大，一个室内场景三维图形的模型数据达数百兆，需要占用大量的宽带资源进行网络数据传输；数据安全性差，由于三维图形模型数据需要通过互联网进行传输，因此在传输过程中，三维图形的模型数据容易被破解，损害三维数字内容的版权保护，不利于业务长期发展。 

综上所述，目前基于本地渲染引擎的三维图形渲染处理的实现方法不能够适应业务发展的需求，需要实现一种更先进的、安全的、便捷的三维图形的照片级渲染技术与系统，从而可以帮助互联网应用、移动互联网应用快速实现3D应用的展示互动形式。 

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了一种新型的三维图形快速云端渲染的实现方法，从根本上改变了传统采用本地图像硬件的渲染模式，避免了三维图形模型的数据传输，加速三维图形模型渲染性能，提高三维模型数据的安全性，提供了简单、统一的三维图形渲染服务接口，极大提升互联网应用、移动互联网应用开发三维展示互动体验模式的兼容性、安全性、执行效率等。 

本发明实现了一种新型三维场景交互式编辑和展示的实现方法，该方法包括下列步骤：首先将存储系统中已有的场景描述加载到云服务系统的场景管理器中，场景管理器分析该场景所需模型，并从存储系统中加载模型，组装所属模型，设定相机、光源等场景对象，生成特定渲染器所支持的渲染命令，将渲染命令打包发送给渲染系统，等待其返回渲染图后，将图像转发给应用层展示；用户与应用层交互，应用层捕获动作事件，如增删改模型及其属性、增删改多边形及其属性、更换场景、挪动相机、设置光源、设置渲染参数等，将这些动作事件通过协议传送到云端服务层；云端服务层接收到动作事件后，将按照新的动作参数，在云端服务层的后台自动调整场景结构，再次执行组装和渲染命令的格式转换，发送给渲染系统渲染，最终重新展示到应用层，从而完成一次三维场景交互式编辑和展示。 

本发明还提供一种新型三维数字场景照片级渲染云服务系统，该系统包括：网络通讯服务和负载均衡系统及集群、网络应用服务系统及集群、业务处理服务系统及集群、渲染任务管理服务系统及集群、高性能三维图形照片级渲染服务系统及集群、数据安全和鉴权服务器、计费管理系统、服务运营支撑系统、数据库集群以及分布式模型及场景文件存储系统及集群。 

网络通讯服务和负载均衡系统及集群，负责处理并响应各种互联网、移动互联应用的网络请求，并确保海量的网络请求可以有效的负载均衡，同时有效地管理网络通讯会话正确匹配和及时响应。 

网络应用服务系统及集群，负责处理互联网、移动互联网等网络应用的业务请求，负责将从应用接收到的业务协议包正确解析，识别应用的业务操作请求，如增删改模型及其属性、增删改多边形及其属性、更换场景、挪动相机、设置光源、设置渲染参数等，并将业务处理请求传送给业务处理服务系统。网络应用服务系统还负责从业务处理服务系统接收照片级渲染结果，并将三维场景照片级渲染的结果、展示区域的位置描述、可支持的动作操作功能等信息封装成标准的协议内容包，并将协议内容包传输给网路通讯服务系统，通过网络会话传送给网络应用。