[发明专利]一种三维模型的快速绘制方法

说明书

本发明属于计算机图形学领域，公开了一种三维模型的快速绘制方法。该方法包括如下步骤：在绘制三维模型时，将三维模型绘制过程中的画线和三角形填充统筹考虑，根据三角形三个顶点在二维平面上的相对位置将画线细分为三种模式，在完成三角形三条边绘制的同时获得了该三角形从上到下左边界和右边界的所有点的坐标，使后续的三角形的填充变为根据左右边界的坐标而完成的直线连接，从而大大减少了在三角形填充所需的计算量，由于三维模型的绘制大部分的计算量都在三角形的填充上，本发明极大地减少了该部分的计算量，从而实现了三维模型的实时绘制。

技术领域

本发明属于计算机图形学技术领域，尤其涉及一种三维模型的快速绘制方法，可用于低功耗环境下的场景仿真、目标模拟等。

背景技术

三维模型是物体的多边形表示，通常用计算机或者其他视频设备进行显示。显示的物体可以是现实世界的实体，也可以是虚构的物体。任何物理自然界存在的东西都可以用三维模型表示。三维模型已经应用于各种不同的领域。在医疗行业使用它们制作器官的精确模型；电影行业将它们用于活动的人物、物体以及现实电影；视频游戏产业将它们作为计算机与视频游戏中的资源；在科学领域将它们作为化合物的精确模型；工程界将它们用于设计新设备、交通工具、结构以及其他应用领域。

目前，三维模型的绘制一般由图形显示芯片和专用的图形库来完成，但这意味着功耗、代码量以及成本的提升，这不适用于对体积、功耗要求严格的嵌入式应用领域。

发明内容

针对上述缺点，本发明提供一种三维模型的快速绘制方法，能够极大的降低三维模型绘制时的计算量，为在嵌入式应用领域中实时绘制三维模型奠定了基础。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种三维模型的快速绘制方法，所述方法包括：

步骤1，获取所要绘制的三维模型的数据信息，所述三维模型的数据信息以N个三角形面数据来描述；每个三角形面数据至少包含组成该三角形面的三个顶点坐标；N为正整数；

步骤2，设变量n的初值为1，且n＝1，…，N；

步骤3，获取第n个三角形面数据，得到组成第n个三角形面的三个顶点坐标，并将所述三个顶点坐标分为上顶点、左顶点和右顶点；

步骤4，确定画线函数，所述画线函数为：从所述上顶点到所述左顶点的直线，从所述上顶点到所述右顶点的直线，以及从所述左顶点到 所述右顶点的直线；

步骤5，根据所述上顶点到所述左顶点的直线，确定所述第n个三角形面左边界的m个端点坐标，根据所述上顶点到所述右顶点的直线和所述左顶点到所述右顶点的直线，确定所述第n个三角形面右边界的m个端点坐标，其中，m为正整数；

步骤6，将所述第n个三角形面左边界的m个端点坐标和所述第n 个三角形面右边界的m个端点坐标依次对应连接，从而完成对所述第 n个三角形面的填充；

步骤7，令n的值加1，并依次重复执行步骤3至步骤6，从而得到N个三角形面的填充，得到所要绘制的三维模型。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)所述每个三角形面数据还包含该三角形面的每个顶点法线坐标；

在所述步骤5之后，且在所述步骤6之前，所述方法还包括：

根据第n个三角形面的每个顶点法线坐标，计算该第n个三角形面的灰度值；

所述步骤6具体为：

将所述第n个三角形面左边界的m个端点坐标和所述第n个三角形面右边界的m个端点坐标采用具有所述灰度值的直线依次对应连接，从而完成对所述第n个三角形面的填充。

(2)步骤1中，所述三维模型的数据信息的组织形式为：