[发明专利]历史文化遗产数字化展示方法

说明书

技术领域

本发明涉及可视化，特别涉及一种历史文化遗产数字化展示方法。

背景技术

历史文化遗产的数字化展示技术包括基于VR技术的真实感渲染、沉浸式投影、基于多媒体信息集成展示的数字博物馆等。数字博物馆营造数字化展示系统，用户可通过电子书、视听光盘、网页浏览、虚拟体验等方式来浏览、访问文物古迹等历史文化遗产的数字资源。高性能可编程图形处理器、并行处理器、高效存储、协同计算等新技术为海量场景数据的处理提供了强大的计算与存储资源。数据获取的便捷，资源的丰富，计算能力的进步，存储效能的提升，这些新技术进一步拓展了VR的应用范畴。传统的历史文化遗产场景数据采取大多是基于地面定点采集点，通过普通相机的多点拍摄或利用场景相机的方式获来获取定点场景影像或视频数据，数据采集完成后再通过专用软件进行数据处理以达到场景发布和浏览的要求。传统的方法由于缺少高精度采集点的坐标数据，往往只能采用自定义矢量图的示意方式进行展现，缺少了数据展示的空间真实感。此外，大规模、高精度的原始场景数据所带来的海量计算数据，给现有的处理器资源、存储系统在实时处理方面带来巨大挑战。高分辨率场景数据必然产生涵盖丰富表面细节的TB级大规模场景分层模型，这已经超出当前计算机系统的实时处理能力。同时，基于3D场景的应用往往还要处理大量的业务逻辑，包括场景内容的组织调度、模型对象的属性变化计算、资源的分配管理等。用户与场景应用的实时交互处理以及应用自身的业务逻辑处理紧密耦合，给整个应用系统带来沉重负担，最终影响到系统的实时性。

发明内容

为解决上述现有技术所存在的问题，本发明提出了一种历史文化遗产数字化展示方法，包括：

对基础元素和模型文件进行解析，将模型文件处理成数据流；将基础元素发送至场景分层模型重建进程，由主处理器和图形处理器的协同处理来实现场景数据的编码传输与可视化；

将场景中元素组织成场景树；在场景数据的分层模型之上实施模型简化；查找场景分层模型顶点索引，计算场景分层模型顶点拓扑，根据误差度量进行网格顶点合并，重建原始网格的近似表示；

将渲染对象进行优先级排序，将渲染状态一致的对象进行批处理渲染，然后对于场景的时空连贯性进行统一平滑处理。

优选地，所述重建网格拓扑近似表示，进一步包括：在渲染时进行视场判断、细节层次选择和可见性判断，对处于视场之外的不可见面片进行删除。

优选地，在所述重建网格拓扑近似表示之后，还包括对场景分层模型的顶点进行拓扑关系索引和缓存。

优选地，所述场景分层模型通过以下方式构建：对原始数据进行分区存储；然后基于场景的几何特征，建立场景数据区的索引，并组织成多叉树结构；通过多叉树构成支持大规模数据的场景分层模型。

优选地，所述场景分层模型在运行时，将场景数据区索引读入内存，根据渲染节点选取策略调用选中的多叉树节点集合，然后载入对应原始场景数据。

优选地，所述场景分层模型根据局部的场景几何特征而采用不同的分辨率来渲染。

优选地，还包括将所有原始场景数据按统一格式进行划分和重组，通过裁剪和插值的方式对数据尺寸进行规范化处理，形成一系列场景分区集合，为每个原始数据定义一个头文件，记录数据的关键信息；场景数据的实体由所述头文件所指示。

优选地，在内存中维护一个包含每层选取的所需调度的场景分区索引文件，对于不参与细分过程的多叉树节点，以及细节层次选取过程中记录父节点分辨率的信息节点，不调度外存中对应的场景分区。

本发明相比现有技术，具有以下优点：

本发明提出了一种历史文化遗产数字化展示方法，解决了传统多层次模型存在的数据冗余及存储和调度低效的问题，保证不同细节等级之间以及不同场景分区间的平滑过渡，既能够为第三方应用提供预先重建的离线大规模场景分层模型，也能够集成在其它应用中，提供实时3D场景重建。

附图说明

图1是根据本发明实施例的历史文化遗产数字化展示方法的流程图。

具体实施方式

下文与图示本发明原理的附图一起提供对本发明一个或者多个实施例的详细描述。结合这样的实施例描述本发明，但是本发明不限于任何实施例。本发明的范围仅由权利要求书限定，并且本发明涵盖诸多替代、修改和等同物。在下文描述中阐述诸多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。出于示例的目的而提供这些细节，并且无这些具体细节中的一些或者所有细节也可以根据权利要求书实现本发明。