[发明专利]用于实现三维场景显示的方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机图形学领域，并具体地涉及一种用于实现三维场景显示的方法。

背景技术

建筑信息模型(简称为BIM)技术旨在解决设计、建造、运维过程中的可视化沟通与信息共享问题，在土木工程领域得到日益广泛的应用。基于BIM模型的三维可视化和建筑全生命周期参数化管理，是现代大型复杂建筑的研究方向之一。由于大型建筑体量巨大、构件数目繁多，对BIM模型三维可视化的要求越来越高。而且由于BIM模型是建筑信息管理的载体，承载的管理属性也越来越复杂。因此，基于云+端的模式，进行全生命周期的建造信息可视化、信息协同共享，需要一个流畅的三维可视化实时渲染的引擎，来支持用户对于大体量(亿以上面数)的BIM模型进行三维可视化实时浏览。

由于硬件计算水平的限制，目前市场上的国内外以建模为主的软件并不能有效的解决这个问题，多数以链接的模式，分区建模和用模，且对云+端的应用模式中客户端的显示计算性能要求过高，离市场实用性的要求还有不少的差距。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于实现三维场景显示的方法，其可以对场景中的渲染对象进行挑选或剔除，并自动对场景进行多级细节层次(LOD)加载，以生成优化的模型资源，从而改善用户体验。

本发明的用于实现三维场景显示的方法特别适合于在网页中动态实时浏览超大体量建筑信息模型(BIM)。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于实现三维场景显示的方法，其包括：将建模模型加载到场景中；针对加载到场景中的建模模型的资源，按照场景中预设的观察点的位置和视场角对渲染对象进行挑选或剔除，并实现多级细节层次(LOD)计算，从而生成优化的模型资源；接收针对所述场景的交互请求，并确定所需要的优化的模型资源；以及传输所需要的优化的模型资源以进行三维场景显示。

优选地，其中，所述预设的观察点是用户进行场景交互时可能处于的观察点。

优选地，其中，所述对渲染对象进行挑选或剔除包括挑选出需要进行渲染显示的空间块或面，或者剔除不需要进行渲染显示的空间块或面。

优选地，其中，所述对加载到场景中的建模模型的资源进行优化包括：将每个建模模型转换为单个构件的模型文件，并形成模型文件集合；将所形成的模型文件集合合并为顶层空间块，并利用减面算法对面数进行精简；基于八叉树算法将顶层空间块划分为多个小空间块，然后利用减面算法对所述小空间块的面数进行精简，并将经过面数精简的各个小空间块保存为空间八叉树的各个节点；以及选择要作为渲染对象的空间块。

优选地，其中，所述选择要作为渲染对象的空间块包括：根据各个空间块与观察点的距离以及观察点的视场角，并考虑屏幕显示分辨率，计算出该空间块的屏幕空间误差；根据该屏幕空间误差决定是否需要继续处理该空间块的下层空间块；以及将不再需要继续处理下层空间块的空间块选择作为渲染对象。

优选地，其中，所述交互请求中包含用户在场景中的位置和视场角，以及其中，所述确定所需要的优化的模型资源包括：基于所述用户在场景中的位置和视场角来确定所需要的优化的模型资源。

优选地，其中，所述确定所需要的优化的模型资源还包括：根据用户所使用的客户端的显示计算能力，将场景的需要渲染的面数始终维持在客户端能够计算的数量级内。

根据本发明的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机程序，该计算机程序可以用于执行上述方法中的各个步骤。

根据本发明的再一个方面，提供了一种计算设备，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，该计算机程序可以用于执行上述方法中的各个步骤。

根据本发明的再一个方面，提供了一种用于实现三维场景显示的装置，其包括：建模模型支持单元，用于将建模模型加载到场景中；模型资源优化单元，用于针对加载到场景中的建模模型的资源，按照场景中预设的观察点的位置和视场角对渲染对象进行挑选或剔除，并实现多级细节层次(LOD)计算，从而生成优化的模型资源；模型交互管理单元，用于接收针对所述场景的交互请求，并确定所需要的优化的模型资源；以及模型资源加载单元，用于传输所需要的优化的模型资源以进行三维场景显示。

附图说明

下文参考附图详细描述了本发明的优选实施例，应当理解，附图以及相应的描述应当被理解为是说明性的而非限制性的，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的用于实现三维场景显示的三维可视化引擎；

图2示出了图1中所示的模型资源优化系统的一种具体实现方式；