[发明专利]一种应用于三维软件的动态三维坐标轴的实现方法

说明书

本发明公开了一种应用于三维软件的动态三维坐标轴的实现方法，具体包括以下步骤：S1、调用本发明的接口，开始执行生成三维坐标系的指令，S2、初始化坐标轴的所有相关参数，S3、数据预处理，S4、生成坐标轴空间，S5、实例化轴线单元，S6、更新轴线单元，S7、监测更新，本发明涉及三维设计技术领域。该应用于三维软件的动态三维坐标轴的实现方法，应用性强，本发明实现的三维坐标轴，具有功能完备、标定准确、适配性、可操作性、自定义程度高、三维立体感强和视角全面优点，适应面广，在三维软件的各应用领域，均可采用本发明实现的三维坐标轴，移植性能好，跨平台能力强，计算流畅度，同时具有很好的可拓展性。

技术领域

本发明涉及三维设计技术领域，具体为一种应用于三维软件的动态三维坐标轴的实现方法。

背景技术

坐标轴是数学中一种用于空间计算的事物，包括一维、二维、三维的坐标轴，在一些常规的设计与计算软件中，常见的是一维或者二维的坐标轴，相对而言，三维空间中的三维坐标轴，因为三维视角的独特性，实现及表述困难，在常规的三维应用软件中，缺少三维坐标轴的实现方法，即使在一些三维软件中提供三维坐标轴，也只是提供静态的三维坐标轴，目前只有在一些专业的计算工具，如矩阵计算软件matlab等中，提供三维空间坐标轴功能模块，该模块也是仅仅服务于计算核心本身，表现方式过于二维化，同时仅仅作用于软件本身，无法扩展到广大的应用领域，并非是一种通用的解决方案。

根据上述考虑，本发明采用当前最成熟的三维软件开发框架和技术，从坐标轴设计的原点开始，实现了一种从基于的点、线、面等基础元素绘制的三维空间轴，以unity3d引擎构建具有全视角的720度三维基础空间，使用OpenGL、ComputeShader等三维渲染与计算技术，在绝对空间的三维环境下，实现原点、轴、箭头、标注、标题、刻度、底面背景、网格等坐标轴元素的建立，从而形成了一个构成元素丰富的三维坐标轴系统，并在这个自由度非常高的三维空间中，通过自动和主动适配算法，并实现该坐标轴的各种动态变换。

本发明实现的三维空间坐标轴，是存在于自由度很高的三维空间中，辅助于三维可视化更好呈现，应用范围广阔，可使用于包括科学计算、三维设计、教学培训、空间计量、仪器软件等应用场景，作为一个从底层开始建立的三维坐标系统，可作为辅助模块单元嵌入到各种自定义的三维软件之中。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于三维软件的动态三维坐标轴的实现方法，主要针对是三维空间直角坐标轴，可拓展为极坐轴，是在720度自由度的三维空间中，实现的一种动态的、可适配观察区域、高性能低消耗的三维空间坐标轴，能够很好的用于辅助三维可视化软件和项目。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种应用于三维软件的动态三维坐标轴的实现方法，具体包括以下步骤：

S1、调用本发明的接口，开始执行生成三维坐标系的指令；

S2、初始化坐标轴的所有相关参数，即通过接口获得三维坐标系每一个轴线单元的相关属性；

S3、数据预处理，根据获得的数据计算出三维空间坐标轴的长宽比例，按照空间适配方法进行适配处理，在完成数据预处理后，开始执行坐标轴实例化操作；

S4、生成坐标轴空间，根据背景面的适配方法对轴的长、宽、高比例搭建一个坐标轴空间，在绝对三维空间，设置左、后、右、前、底共5个单向的背景面片，面片的法线与镜头视线的夹角低于90度时才可见，并按照背景面的渲染算法，来计算背景面的纹理；

S5、实例化轴线单元，根据轴线单元的属性，生成轴线、箭头、刻度线、刻度和轴标题；