[发明专利]三维场景中相机可视区域渲染方法、装置、介质和设备

说明书

本发明涉及一种三维场景中相机可视区域渲染方法，包括获取相机成像参数计算相机成像矩阵Mc；基于相机成像参数在三维渲染引擎中执行渲染命令，并记录相机画面深度到深度缓冲D；将世界坐标缓冲P、成像矩阵Mc与深度缓冲D传入着色器中，计算当前像素世界坐标缓冲P是否在相机的成像矩阵Mc内，并记录区域遮罩值M；将世界坐标缓冲P在相机的成像矩阵Mc内的模型背面进行剔除，并进行深度测试；将多个相机遮罩值M进行混合，再基于混合后的新遮罩值M与原场景颜色Cs进行差值混合输出显示器上显示的颜色C。本发明基于相机真实的参数和场景深度检测，可以正确分析场景中物体的可见性。本发明还涉及一种三维场景中相机可视区域渲染装置、设备与介质。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种三维场景中相机可视区域渲染方法、装置、介质和设备。

背景技术

现有数字孪生场景中对监控可视区域进行分析，主要是使用平面截锥体模型代替来分析监控可视区域，具体只能描述可视区域的大致轮廓，无法对场景物体做可见性分析，也无法清晰准确地描述哪些物体处在监控范围内。现有的孪生场景中对于监控可视区域分析来说不能满足用户需求。

为此本领域迫切需要一种能够解决上述技术问题的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种三维场景中相机可视区域渲染方法、装置、介质和设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种三维场景中相机可视区域渲染方法，所述方法包括：

获取相机成像参数，所述成像参数包括水平方向视野角度FOV、相机分辨率R、最近有效成像距离Np、最远有效成像距离Fp、相机位置Pc与相机方向Pd，并基于所述相机成像参数计算相机成像矩阵Mc；

基于所述相机位置Pc、相机方向Pd与相机分辨率R在三维渲染引擎中执行渲染命令，并记录相机画面深度到深度缓冲D；

获取场景世界坐标缓冲P，将所述世界坐标缓冲P、成像矩阵Mc与深度缓冲D传入着色器中，计算当前像素的世界坐标缓冲P是否在相机的成像矩阵Mc内，并记录世界坐标缓冲P在成像矩阵Mc内的区域遮罩值M；

将世界坐标缓冲P在相机的成像矩阵Mc内的模型背面进行剔除，对剔除处理后的模型正面进行深度测试，检测区域在成像画面中是否可见，并记录可见区域与不可见区域遮罩值M；

将多个相机的可见区域与不可见区域遮罩值M进行混合，再基于混合后的新遮罩值M与原场景颜色Cs进行差值混合输出显示器上显示的颜色C。

进一步地，所述基于所述相机成像参数计算相机成像矩阵Mc包括：

基于所述相机成像参数中所述水平方向视野角度FOV与相机分辨率R计算构造所述成像矩阵Mc所需参数水平方向视野角度R_fov与成像比例A；

R_fov＝FOV/180°*π

其中R.w为分辨率宽度，R.h为分辨率高度；

基于所述相机位置Pc与相机方向Pd构造模型视图矩阵M_mv；

基于水平方向视野角度R_fov、最近有效成像距离Np、最远有效成像距离Fp与成像比例A利用透视矩阵公式构造透视矩阵Mp；

基于所述模型视图矩阵M_mv与透视矩阵Mp构造相机的成像矩阵Mc；

M_c＝M_mv*M_p。