[发明专利]基于压平视锥体的三维场景局部区域动态压平方法及装置

权利要求书

1.一种基于压平视锥体的三维场景局部区域动态压平方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在用户坐标系中定义压平视锥体以确定压平范围：根据待压平局部区域的形态，首先确定压平面，然后确定压平视锥体的最佳位置和姿态，使压平视锥体完全包含待压平目标，且压平视锥体的近平面或者远平面与压平面重合；

(2)根据压平视锥体创建压平相机，设置投影矩阵V和观察矩阵P；

(3)将压平相机的投影矩阵V和观察矩阵P传入GPU可编程流水线；

(4)在GPU的顶点着色器中，判断视锥体与顶点的包含关系，将位于压平视锥体里面的顶点进行移位压平。

2.根据权利要求1所述的基于压平视锥体的三维场景局部区域动态压平方法，其特征在于，步骤(2)所述的压平相机是一种虚拟相机，用于将顶点坐标从用户坐标系变换到观察坐标系或投影坐标系。

3.根据权利要求1所述的基于压平视锥体的三维场景局部区域动态压平方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：

(21)设置压平相机投影矩阵：设置压平相机的投影类型为透视投影，将压平视锥体设置为压平相机的观察空间，根据压平相机的观察空间设置压平相机的投影矩阵；

(22)设置压平相机观察矩阵：以压平视锥体棱线的汇聚点作为观察坐标系原点，压平视锥体中心轴作为视线，构建观察坐标系，根据观察坐标系设置压平相机的观察矩阵。

4.根据权利要求1所述的基于压平视锥体的三维场景局部区域动态压平方法，其特征在于，所述步骤(4)包括以下步骤：

(41)根据压平相机的观察矩阵V和投影矩阵P，将用户坐标系中的顶点坐标V0(x0,y0,z0,1)变换到压平相机投影空间，设变换后的坐标为V1(x1,y1,z1,w)，其中，w为哑坐标，则变换过程为：

V1＝P*V*V0；

(42)如果w0且x1,y1,z1绝对值都小于等于w，那么判定顶点需要压平，在齐次空间实施压平：如果近平面为压平面，修改V1坐标为(x1,y1,-w,w)；如果远平面为压平面，修改V1坐标为(x1,y1,w,w)；根据压平相机的观察矩阵和投影矩阵，将V1逆变换至用户坐标系得到V2：

V2＝V^-1*P^-1*V1

其中，V^-1是观察矩阵V的逆矩阵，P^-1是投影矩阵的逆矩阵；用V2归一化后的值重新设置V0：

V0＝V2/w；

(43)以重新设值后的V0参与正常的渲染流程。

5.一种基于压平视锥体的三维场景局部区域动态压平装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1-4任一项所述的基于压平视锥体的三维场景局部区域动态压平方法。