[发明专利]一种基于素材的三维场景生成工具集成方法

说明书

技术领域

本发明属于虚拟现实、图形图像和数据库领域，具体说是一种基于素材的三维场景生成工具集成方法。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)以计算机技术为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境，用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响，可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行业对虚拟现实技术的需求日益旺盛，人们对虚拟现实技术的研究日益重视，虚拟现实技术也取得了巨大进展，并逐步成为一个新的科学技术领域。

3D技术室虚拟现实技术的一种实现形式，随着数字化设计技术的发展，人们已经不再满足于浏览一些静态的、文本类、二维的数据，而是对那些动态的、三维可视化效果的产品需求越来越迫切，3D技术可以提供更丰富的多维信息与更直观的视觉感知，人们对3D数字内容的服务要求日益提高，这使得“3D数字内容”已成为信息产业和现代服务业等行业的未来主要形态，也使得“3D数字内容生产及应用”已成为信息产业和现代服务业等行业的新兴经济增长点。

目前，三维场景生成技术已经有非常多的算法工具被开发出来，这些工具和算法仅仅对模型进行了部分处理，或是某一方面的处理，如果是通过使用不同的工具和算法进行三维场景生成，就需要对多种算法工具的集成。

目前的三维场景生成软件存在两个方面的问题。一方面，传统的3D软件(如3dmax，maya等)仅提供了本地运行机制，且由于3D计算的资源消耗较大，对用户终端的硬件配置具有较高要求，也难以在移动终端设备上完成复杂的模型编辑生成操作。另一方面，在三维场景制作过程中需要大量的3D内容素材，这些软件缺乏对素材进行合理有效的组织与管理，不能有效的对素材进行共享和获取，

综合上述两点，需要构建一个三维场景内容生成工具集成环境，将三维场景生成工具集成并封装为服务，提供给各类终端用户使用。并探索三维场景素材的组织管理访问，并以此 为指导构建3D素材库及其管理工具，为各个生成服务提供数据支持。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种高效、协同、跨平台的基于素材的三维场景生成工具集成方法，开发一个B/S结构的3D场景内容生成技术集成环境，根据3D内容的特点，设计、构建3D场景内容素材库，开发3D内容素材库管理方法和访问接口。

本发明所述的一种基于素材的三维场景生成工具集成方法，采取了分层系统架构，从下到上分为四层，分别是资源层，工具封装层，服务层和应用层，每一层利用下面层的资源同时为上面层提供访问接口；其中：

资源层包括物理资源、数据资源和素材库，物理资源包括计算资源、存储资源、网络资源、获取装置；数据资源包括图像素材、模型素材等3D素材资源；资源层为工具封装层和服务层提供物理资源和基础数据支撑；为了对数据资源更好的进行管理，根据3D素材的特点构建3D内容素材库，该素材库包括模型素材库、模型特征库、纹理特征库、轮廓样例库和语义标注库，相应存储了三维模型的信息，包括:模型文件、模型特征文件、模型纹理文件、模型轮廓图、模型样例图、语义本体和模型语义描述；

在资源层之上是工具封装层，在资源封装层对各类三维场景生成工具进行了服务移植与封装，三维场景生成工具分为六类，分别是模型获取、模型构建、模型编辑、模型动画、模型素材库服务、模型渲染；其中模型获取工具能调用资源层中的获取装置向服务层提供获取装置的数据流接口，模型渲染工具调用资源层的渲染资源提供渲染调用接口和渲染数据接口；在工具封装层定义了三维场景生成服务封装模板，对模型构建、模型编辑、模型动画、模型素材库服务这四类三维场景生成工具进行服务封装，服务封装模板定义了统一的工具封装方法和数据流标准，这四类工具通过封装模板进行服务封装向上层服务层提供SOAP标准的Web Service服务调用接口；

在工具封装层上的服务层，利用下层资源层的数据资源访问接口和工具封装层的服务接口，提供三维场景生成相关的基础服务，包括用户权限服务、数据流管理、模型交互基本服务、资源管理相关服务和渲染管理服务；为上层应用层提供服务支撑；

应用层位于整个系统框架的最高层，在应用层定义了应用发布模板，对服务层各类服务和工具封装层的各类三维场景生成工具进行集成发布，能发布两种版本的系统，分别是单机版本和云版本。