[发明专利]用于网络传输和实时渲染的3D纹理模型的自动优化的系统、方法和计算机程序产品

说明书

技术领域

本发明涉及多维数字数据处理领域，更具体地涉及用于网络传输和实时渲染的3d纹理模型的自动优化的系统、方法和计算机程序产品。

背景技术

计算机图形使得能够创建复杂的图像，包括越来越复杂的3D维度的外观。在3D计算机图形学中，3D建模是通过特定软件在对象(无生命或有生命)的任何三维表面上开发数学表示的过程。该产品被称为3D模型。它可以通过称为3D渲染的过程而作为二维图像显示在计算机屏幕上，或者用于物理现象的计算机仿真。3D渲染是3D计算机图形过程，其在计算机上将3D线框架模型与可选材料自动转换为具有的3D真实性或非真实性渲染的2D图像。可以自动或手动创建3D模型。3D建模软件(称为建模应用程序或建模器)，是一类用于产生3D模型的3D计算机图形软件。

用于交互式3D的渲染(例如，游戏和仿真)以大约20至120帧每秒的速率实时计算和显示。实时渲染的最终目标是显示出眼睛在几分之一秒内可以处理的信息。在一帧中，在30帧每秒的情况下，动画的帧通常围绕三十分之一秒。于是存在以可接受的最小渲染速度实现尽可能高的渲染质量的主要折衷，通常将24帧每秒设置为人眼需要看到的最小值，以成功创建移动的错觉。

随着3D越来越多地整合于网页应用程序或移动设备、智能手机等，许多不是三维的专家的用户需要以交互的方式来容易地与他人分享他们的3D体验。

然而，增加的问题是表面简化的问题，并且目前没有简单的解决方案。需要以脱离任何用户的参数化要求的自动方式来利用通透的方法简化任何3D模型。

此外，还需要为非专家终端用户生成、访问、操纵和共享3D模型。

然后，改进的系统、方法和计算机程序产品需要处理3D模型的实时渲染。本发明提供了对这种需求的解决方案。

发明内容

因此，本发明的目标是提供这样一种通用的解决方案：其可操作用于所有类型的几何结构(即，平面的、有机的、具有非标准或扭曲的纹理的坐标)。所提出的方法是用户通透的，防止用户需要3D建模中的特定专业知识。

有利地，该过程快速并且允许简化初始模型。

有利地，该方法允许在一个操作中为用户在几秒钟内显示简化模型，该简化模型具有优化的最终渲染。

为了实现前述目标，提供了如在所附独立权利要求1、9和10中进一步描述的系统、方法和计算机程序产品。

具体地，一种在目标应用程序中对用于网络传输和实时渲染的3D纹理化模型进行自动优化的计算机实现的方法，包括以下步骤：

-接收3D纹理化模型的3D数据内容和与目标应用程序相关联的多个目标参数；

-从所述3D数据内容中提取几何结构和多个纹理；

-通过使用第一组多个目标参数，对几何结构应用聚合和简化算法，以获得多个简化的几何版本；

-通过使用第二组多个目标参数，对多个纹理应用退化算法，以获得多个退化纹理版本；

-将多个简化的几何结构版本与多个退化纹理版本进行序列化，以获得序列化的3D数据内容。

在一个实施方案中，简化步骤包括应用启发法和/或二次曲线简化。在另一个实施方案中，简化的几何结构版本与相应的细节水平相关联。

在一个替代方案中，聚合步骤包括对3D数据内容的对象进行排序的步骤。

此外，序列化步骤包括将一个简化的几何版本与一个退化纹理版本序列化。

在一个实施方案中，退化步骤还包括在序列化步骤之前转换退化纹理版本的步骤。在另一个实施方案中，序列化步骤包括将至少一个简化的几何结构版本与至少一个转换的退化纹理版本序列化。

在一个实施方案中，与序列化版本相关联的3D数据存储在本地数据库中。

本发明还提供了一种包括适于执行该方法的步骤的装置的系统。

本发明还可以提供为包括非易失性计算机可读存储介质和存储在计算机可读存储介质上的程序代码的计算机程序产品，并且所述程序代码配置为在执行时使处理器运行该方法的步骤。

现在将参考附图通过优选的实施方式和示例来描述本发明的其它方面。

附图说明

通过结合附图阅读本发明的以下更具体的描述，将更好地理解本发明的以上和其它项目、特征和优点，其中：

图1描述了运行本发明的一般计算机环境；

图2是根据本发明的一个实施方案的渲染过程的总体流程图；

图3是根据本发明的一个实施方案的批处理过程的详细流程图；