[发明专利]基于OSG三维渲染引擎预处理的三维场景生成方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于OSG三维渲染引擎预处理的三维场景生成方法及装置，通过对三维场景渲染的模型列表以及状态参数进行自定义，初始化三维引擎基本对象，加载需渲染的多个模型，根据预定义参数设置不同模型的预处理、后处理渲染状态，建立物理引擎与模型之间的关联关系，更新显示三维场景的一系列预处理流程，解决了三维场景复杂渲染层次、渲染真实感、真实快速的物理碰撞加载等问题，缩短了与物理引擎关联的时间，提高了场景、模型的渲染效果、渲染效率，丰富了人为进行渲染流程控制的手段。

技术领域

本发明涉及三维虚拟仿真领域，具体涉及一种基于OSG三维渲染引擎预处理的三维场景生成方法及装置。

背景技术

在三维虚拟仿真技术中，三维渲染引擎为实现三维场景图形的结构原理和绘制提供了一系列的操作接口，包括模型的加载接口、三维空间及实现模型的装配、渲染、优化和控制功能。三维渲染引擎在渲染过程中采用渲染流水线方式，类似于工程装配线。

OSG(Open Scene Graph)是一种高性能的开源三维图形引擎，基于修改的LGPL协议免费发布，普遍应用在飞行仿真、游戏、虚拟现实、科学计算可视化领域，具有较高的图形处理性能，该引擎提供在OpenGL之上的面向对象的框架，避免过于底层的开发工作，同时具有丰富的插件和接口，使系统的应用和开发具有很高的灵活性。

当前的三维软件都是基于开源或商业三维引擎进行开发，通过这些引擎可实现3D模型文件加载、纹理字体支持、细节层次(LOD)控制、多线程数据分页等功能。在三维软件开发过程中，开发者常采用默认的三维渲染引擎的流水管线技术(比如采用OSG作为三维引擎)，通过三维引擎自身的渲染过程以及预设置参数进行三维模型的加载控制。对于一个没有特殊设计要求的场景来说，比如在仅采用单个模型、无需物理碰撞、无复杂的界面要求和渲染要求的场合，默认的渲染引擎能够很好地完成工作；但对于需要显示背景图片、前景界面、真实感高的场景，以及需要进行碰撞检测场合，采用默认渲染引擎管线则不能很好完成相关工作。若仅在默认引擎基础上，采用物理碰撞、多摄像机等方式，对于单模型场景可很好解决上述特殊设计的问题，但对于需要进行多个模型融合、且体现真实度高的场合，则无法适应需求。

发明内容

本发明的目的在于，为解决多模型快速融合、复杂界面、物理碰撞、真实感高模型纹理需求的技术问题，提供一种基于OSG三维渲染引擎预处理的三维场景生成方法及装置。

为实现上述目的，本发明提供的一种基于OSG三维渲染引擎预处理的三维场景生成方法，该方法具体包括：

步骤1)对三维场景渲染的模型列表以及状态参数进行自定义；

步骤2)初始化OSG三维引擎的基本对象，包括：模型管理对象、场景视图对象、三维背景摄像机和HUD摄像机；所述的模型管理对象作为场景根节点，用于管理场景中的所有对象；所述的场景视图对象用于处理各种事件消息；所述的三维背景摄像机用于管理三维场景的背景内容；所述的HUD摄像机用于显示用户交互界面；

步骤3)加载需渲染的多个模型，存入不同的模型管理对象中，根据状态参数设置不同模型的预处理和后处理渲染状态，并设置物理引擎，建立物理引擎与模型之间的关联关系；

步骤4)利用OSG三维引擎本身提供的场景渲染流程更新并显示三维场景。

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤1)中自定义的内容包括：不同渲染效果的模型列表分类定义和模型的多种渲染参数定义；

作为上述技术方案的进一步改进，所述步骤2)中的HUD摄像机采用QT二维界面库，为实现复杂的界面效果。