[发明专利]基于模型压缩和异步加载的大型三维场景网页展示方法

权利要求书

1.一种基于模型压缩和异步加载的大型三维场景网页展示方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：获取待重建场景的二维图片，利用三维重建技术生成待重建场景的三维模型；

步骤2：根据步骤1得到的三维模型将模型中的点云空间划分小立方体，并利用八叉树形成结构化的数据；

步骤2.1：根据整个三维模型的点云几何结构计算出能够包含整个场景的立方体包围盒B，将这个立方体逐步划分成小立方体，划分过程中当达到终止条件时，停止继续划分，完成点云空间的划分；所述的终止条件为划分出的小立方体的体积要至少包括一个点；

所述终止条件为划分出的小立方体的体积要至少能包含一个点；由每个点的最小覆盖范围r决定，r的计算方法为：计算出点云中每个相邻点之间距离的均值μ和方差σ；根据均值μ和方差σ得出点云中每个点的最小覆盖范围r，其公式为：r＝μ+σ；

步骤2.2：利用八叉树结构作为数据的组织方式，每个立方体中都包含S个点，其中S为正整数；每个小立方体都会作为八叉树的叶节点保存相对应的点的坐标信息和颜色；

步骤3：计算八叉树模型的节点大小和深度；

当减少节点文件的大小时，内存的负载减小，负载减小时八叉树的深度加深，当增加节点文件的大小时，内存的负载增加，负载增加时八叉树的深度变浅；

叶子节点大小Y的计算公式为：

其中，x、y、z分别表示包围盒B的长宽高；N为八叉树的深度；根据不同计算机内存的限制情况设定叶子节点大小Y的值，从而根据上式计算出N的最小值，根据八叉树的深度N确定八叉树每个层次上的节点覆盖的点云范围；

步骤4：构建八叉树模型；

对三维模型点云中的点根据采样密度D_n进行采样生成根节点，然后将剩余的节点按照空间位置划分成八个区域，采用并行的方式对这八个区域中的点分别进行采样，采样得到的点云作为根节点的八个子节点；递归进行此步骤，直到节点中的点的数量小于事先设定的阈值λ或者八叉树的深度达到设定的深度N时停止递归，输出八叉树模型；其中阈值λ的设定为根据步骤3中权衡内存的负载与渲染效率之后人为设定的叶子节点文件的大小范围；

每层节点采样密度D_n的计算公式为：

D_n＝2^N-1-n*r

其中n代表当前所在的八叉树的层数；

步骤5：利用网站压缩技术，在服务器端对用户请求的八叉树模型进行压缩，再将压缩过的数据通过网络传输到浏览器进行渲染显示；

步骤6：根据层次细节技术在网页上动态加载八叉树模型的节点，同时对节点进行渲染，最终得到待重建场景的三维场景图。

2.根据权利要求1所述的一种基于模型压缩和异步加载的大型三维场景网页展示方法，其特征在于：所述步骤6的具体步骤如下：

步骤6.1：加载八叉树模型中根节点的数据，根据包围盒投影到服务器端屏幕上的面积大小设定节点的权重，面积越大权重越大，然后根据节点的权重生成渲染队列，权重大的节点排在渲染队列的前面优先渲染；

步骤6.2：在视点变化或者进行放大缩小操作时对渲染队列的更新；

设置两个队列，渲染队列用来保存已经加载到本地等待渲染的节点，缓存队列用来保存缓存中还未加载到本地的节点；当用户对三维模型进行视角移动时，以广度优先的方式逐层遍历八叉树的节点，并根据八叉树节点在当前视角下的可见性进行遮挡剔除和渲染队列更新，即对在当前视角下，八叉树节点中所存的点云有一部分处于被遮挡的状态，将这些被遮挡的点从渲染队列中移除；在视点变化或者进行放大缩小操作时对于当前层节点中还未加载到本地的节点加入到缓存模块的优先队列中，优先进行异步动态加载；

步骤6.3：当异步加载节点数据完成之后，判断缓存是否超过事先设定的阈值β，如果超出就将长期未使用的节点从缓存中删除；所述阈值β是根据计算机的缓存情况进行设定的。