一种基于部件模型组合的三维云渲染方法及三维云渲染系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于部件模型组合的三维云渲染方法及三维云渲染系统，渲染时，从云渲染端下载预存的低精度部件模型至用户终端进行预览，生成相应的描述文档上传至云渲染端用以结合云渲染端预存的高精度部件模型得到渲染结果；从云渲染端获得渲染结果。本发明中用户终端不需要将待渲染模型上传给云渲染端，仅上传描述文档即可，大大减小了数据传输的时间损耗，有利于提高渲染效率，实现实时渲染，且在用户终端利用低精度部件模型形成描述文档，在云渲染端渲染时利用高精度部件模型，这样既避免了形成描述文档时传输高精度部件模型，又能够利用高精度部件模型渲染，降低了传输时间消耗，且保证了渲染精度。
【专利说明】一种基于部件模型组合的三维云渲染方法及三维云渲染系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及渲染【技术领域】，具体涉及一种基于部件模型组合的三维云渲染方法及三维云渲染系统。
【背景技术】
[0002]三维数字模型通过3dMax、Maya等三维设计软件工具制作，并通过本地三维图形渲染引擎将三维数字模型渲染成具有物理真实效果的图片。渲染是将三维几何模型转换成图形图像的一个过程，对一个场景的渲染是一项非常耗时的过程，因为一个场景一般都是由成千上万个三维面构成的，随着人们对视觉效果的要求越来越高,每一次渲染的分辨率也越来越高，光线和色彩计算条件也越来越复杂，一幅图片有可能要花上好几个小时甚至更长时间才能渲染完，单靠单机来提高渲染效率已经没有办法满足实际需求。
[0003]尽管计算机集群组作为渲染端指向渲染任务，能够大大提高渲染速度。但是，由于计算机集成本高，难以普及。近年来，随着“云计算”的发展，基于分布式并行集群计算系统的云渲染技术得到了迅速发展。云渲染的模式与常规的云计算类似，通过第三方提供基于集群计算机的作为渲染端，将渲染程序放在远程的服务器(云渲染端)中渲染，用户终端通过Web软件或者直接在本地的渲染程序中点击一个“云渲染”按钮，并借助高速互联网将渲染指令发送给云渲染端，同时借助高速互联网将渲染任务(待渲染模型)发送给云渲染端，云渲染端接收到渲染指令和渲染任务后，根据渲染指令对待渲染模型进行渲染。
[0004]待渲染模型(三维待渲染模型)是云渲染的基础，用于描述待渲染的场景，通常由大量点云数据组成。随着场景更新，待渲染模型中的各个构成部件的空间位置、方位角度、材质变换等也需要发生相应的变化。现有的云渲染方法中，由用户终端借助高速互联网将待渲染模型发送给云渲染端，其中，待渲染可以是用户终端生成的，也可以直接从其他外部设备中获取得到。对于三维渲染，通常一个场景的数据量庞大，这样造成用于传输待渲染模型的时间消耗大，无法满足高速渲染需要，不利于实现实时渲染。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于部件模型组合的三维云渲染方法及三维云渲染系统。
[0006]一种基于部件模型组合的三维云渲染方法，包括:
[0007]向云渲染端发送下载请求；
[0008]接收来自云渲染端预存的低精度部件模型；
[0009]对低精度部件模型进行预览，并根据预览结果生成相应的描述文档上传至云渲染端;
[0010]从云渲染端获取渲染结果，所述渲染结果是云渲染端根据所述描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到。
[0011]本发明中云渲染端用于进行数据存储(包括低精度部件模型和高精度部件模型)和渲染。云渲染端可以只包括一台服务器(即数据存储和渲染由同一台服务器完成)，也可以包括多台(两台或两台以上)服务器，其中至少一台用于数据存储，至少一台用于渲染。
[0012]该三维云渲染方法是针对用户终端而言的，是在实施该三维渲染方法时在用户终端完成的操作过程。
[0013]本发明的基于部件模型组合的三维云渲染方法，从云渲染端下载预存的低精度部件模型至用户终端进行预览，生成相应的描述文档上传至云渲染端；在云渲染端根据所述描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型得到渲染结果并发送给用户终端。
[0014]本发明的三维云渲染方法在用户终端形成用于描述待渲染模型的描述文档上传给云渲染端，云渲染端根据该描述文档结合相应的高精度部件模型完成渲染，并返回给用户终端。
[0015]与现有技术相比，本发明用户终端不需要将待渲染模型上传给云渲染端，仅上传描述文档即可，大大减小了数据传输的时间损耗，有利于提高渲染效率，实现实时渲染。且预先在云渲染端存储低精度部件模型和高精度部件模型，在用户终端利用低精度部件模型形成描述文档，在云渲染端渲染时利用高精度部件模型，这样既避免了形成描述文档时传输高精度部件模型，又能够利用高精度部件模型渲染，保证了渲染精度，且降低传输时间消耗。
[0016]对于相同的低精度部件模型，仅下载一次至用户终端即可，后续生成描述文档时直接利用已经下载好的低精度部件模型即可，无需再次下载。因此，本发明的三维云渲染方法，尤其适用于复用率高的应用场合。
[0017]所述的低精度部件模型和高精度部件模型一一对应，相互对应的低精度部件模型和高精度部件模型具有对应的识别信息。
[0018]相互对应的低精度部件模型和高精度部件模型为相同部件的不同精度的版本，以识别信息索引各个低精度部件模型和高精度部件模型，为保证能够根据低精度模型确定对应的高精度模型，相互对应的低精度部件模型和高精度部件模型的识别信息也应该相互对应。本发明中的识别信息可以为ID信息等。在室内设计领域，低精度部件模型和高精度部件模型对应的部件包括房间、地板、墙壁、门、窗、家具、家纺、装饰物、材料贴图等。
[0019]作为优选，预览过程如下:
[0020]将下载的低精度部件模型组合后进行显示，并根据显示的内容调整各个低精度部件模型的位置得到相应的预览结果。通过预览直接获取各个低精度部件模型按照不同的位置组合时的整体效果，进而调整各个低精度部件模型的位置，直至满足需要。对于各个低精度部件模型的初始位置并无特性要求，由用户指定。
[0021]所述的描述文档用于记录预览结果中各个低精度部件模型的识别信息和位置信息，述的位置信息包括坐标信息和角度信息。
[0022]得到的预览结果低精度部件模型组合，每个低精度部件模型具有相应的识别信息和位置，因此利用低精度部件模型的识别信息和位置信息即可描述该预览结果。
[0023]进一步，通过如下方法获取渲染结果:
[0024]根据描述文档将对应的高精度部件模型按相应的位置组合，得到待渲染模型，经渲染后得到渲染结果。
[0025]渲染时所需的渲染参数通常通过用户终端设定，并与描述文档一并上传至云渲染端供渲染使用。所述的渲染参数包括渲染结果的分辨率、质量级别和输出格式，可根据需求设定。
[0026]本发明还提供了另一种基于部件模型组合的三维云渲染方法，包括:
[0027]接收来自用户终端的下载请求；
[0028]响应于所述请求，向用户终端发送云渲染端预存的低精度部件模型；
[0029]从用户终端接收描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到渲染结果，所述描述文档为在用户终端对低精度部件进行预览，并根据预览结果生成；
[0030]发送渲染结果给用户终端。
[0031]该三维云渲染方法是针对云渲染端而言的,是在实施该三维渲染方法时在云渲染端完成的操作过程，各个过程的具体实现方式与上述的三维云渲染方法相同。
[0032]本发明还提供了一种基于部件模型组合的三维云渲染系统，包括:
[0033]用于向云渲染端发送下载请求的模块；
[0034]用于接收来自云渲染端预存的低精度部件模型的模块；
[0035]用于对低精度部件模型进行预览，并根据预览结果生成相应的描述文档上传至云渲染端的模块；
[0036]用于从云渲染端获取渲染结果的模块，所述渲染结果是云渲染端根据所述描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到。
[0037]该三维云渲染系统应用于用户终端。
[0038]本发明还提供了另一种基于部件模型组合的三维云渲染系统，包括:
[0039]用于接收来自用户终端的下载请求的模块；
[0040]用于响应于所述下载请求，向用户终端发送云渲染端预存的低精度部件模型的模块；
[0041]用于从用户终端接收描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到渲染结果的模块，所述描述文档为在用户终端对低精度部件进行预览，并根据预览结果生成；
[0042]用于发送渲染结果给用户终端的模块。
[0043]该三维云渲染系统应用于云渲染端。
[0044]与现有技术相比，本发明的优点在于:
[0045]用户终端不需要将待渲染模型上传给云渲染端，仅上传描述文档即可，大大减小了数据传输的时间损耗，有利于提高渲染效率，实现实时渲染；且预先在云渲染端存储低精度部件模型和高精度部件模型，在用户终端形成描述文档利用低精度部件模型，在云渲染端渲染时利用高精度部件模型，这样既避免了形成描述文档时传输高精度部件模型，又能够利用高精度部件模型渲染，保证了渲染精度，且能够降低传输时间消耗。
【具体实施方式】
[0046]下面将结合具体实施例对本发明进行详细描述。
[0047]本实施例的三维云渲染方法和三维云渲染系统应用于具有用户终端和云渲染端的云渲染平台。该云渲染平台中用户终端和云渲染端通过网络链路进行数据和信息交换。
[0048]本实施例方法在渲染前可以先构建一个部件库并存到云渲染端，该部件库可以采用现有技术中的各种数据类型以及存储方式，考虑到其通用性，可以采用现有三维设计软件可识别的格式。
[0049]部件库中包括若干部件，根据应用需求不同，部件库中的部件种类也可做相应调整。以室内设计为例，部件库中包括房间、地板、墙壁、门、窗、家具、家纺(包括被子、床单、靠枕等)、装饰物(如字画、相片等)、各种材料贴图(如面料、木纹等)。
[0050]每个部件都构建有低精度部件模型和高精度部件模型，相互对应的低精度部件模型和高精度部件模型为同一部件不同精度版本的3D几何模型的工程文件。为便于根据低精度部件模型调用高精度部件模型，相互对应的低精度部件模型和高精度部件模型具有对应的识别信息。本实施例中识别信息为ID信息，且相对应的低精度部件模型和高精度部件模型的ID信息相同。
[0051]为了节省下载流量，降低传输时间消耗，低精度部件模型文件较小，其包含的部件轮廓以及纹理特征也相对较少，相比较而言，高精度部件模型更接近部件的真实形状和表面纹理，相应数据量也远大于低精度部件模型。就单个部件而言，其低精度部件模型的数据量大小一般与部件的复杂程度以及预期精度有关，但也可以根据应用场合的网络负载能力对低精度部件模型的文件大小加以限定，同理也适用于高低精度部件模型的处理。
[0052]本实施例中是预先构建两个精度版本的部件模型，在实际应用中，也可以根据需要预先构建更多版本的部件模型，以适应用户终端所处场合的网络负载能力。
[0053]本实施例的三维云渲染方法，在具体实施时先通过用户终端浏览预存在云渲染端中的各个部件选择需要的部件，而后向云渲染端发送下载请求以获取所需部件的低精度部件模型。为便于用户选择需要的部件，本实施例中预先针对各个部件生成相应的索引，根据该索引选择部件，之后再向云渲染端发送下载请求，以获取所选部件的低精度部件模型。部件索引的形式可以是状态图片或视频动画等，以便于在线预览。
[0054]以状态图片为例，可以是针对部件的各个角度生成的多张图片，而视频动画的每一帧可以是由各图片组成。
[0055]各个部件的索引，既可以是通过对应的部件模型导出得到，也可以采用实物拍摄等方式获得。必要时可结合文字或音频的说明，使用户了解该部件的材质、来源等细节信肩、O
[0056]向云渲染端发送下载请求后，云渲染端接收来自用户终端的下载请求，并响应于该下载请求，从部件库中调取相应部件的低精度部件模型，并向用户终端发送。
[0057]用户终端接收来自云渲染端的低精度部件模型后，对低精度部件模型进行预览。
[0058]本实施例中下载的低精度部件模型包括房间、地板、墙壁、门、窗、家具、家纺、装饰物的低精度部件模型。
[0059]部件模型(包括低精度部件模型和高精度部件模型)通常为立体结构，且具有各自独立的基准坐标系，以任一部件模型为例，可以选取该部件模型任意一点为基准坐标系的原点，以该部件模型的某一状态(例如床单水平展开状态)为初始状态，在后续操作过程中，当该部件模型状态发生变化时，根据与初始状态的相对位置关系，可以获得模型的当前位置。
[0060]由于各部件模型(除房间外)都是放置在房间内，因此比较方便的做法是在初始状态的房间中建立参考坐标系，其余各部件模型放入房间，也就意味着置入参考坐标系，从而便于计算各部件模型在房间中的位置。
[0061]本实施例中的位置包括坐标和角度，坐标指各个部件模型在参考坐标系中的坐标，角度指每个部件模型相对于自身基准坐标系的旋转角度。
[0062]预览时，将下载的低精度部件模型进行组合，并显示组合后的整体效果，根据整体效果对各个低精度部件模型进行位置调整(包括坐标和角度)，位置调整主要包括移动和旋转操作，直至满足设计要求，即得到预览结果。
[0063]得到预览结果后，提取该预览结果中各个低精度部件模型的ID信息和位置信息，并将每一个低精度部件模型的ID信息和位置信息排列组合为一个行向量。排列时，ID信息和位置信息的顺序无特殊要求，但必须保证所有的行向量排列时的顺序保持一致。将所有低精度部件模型的行向量排列成矩阵即作为相应的描述文档，并上传至云渲染端。
[0064]在上传描述文档时，还一并将设定的渲染参数上传至云渲染端，该渲染参数为渲染结果的分辨率、输出格式。
[0065]渲染参数由用户终端设定，根据不同的渲染要求和网络负载能力，可以设置不同的渲染参数。
[0066]云渲染端从用户终端接收描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到渲染结果，具体操作为:
[0067]首先对描述文档进行解析，根据描述文档中各个行向量的排列顺序，提取得到每个行向量对应的ID信息和位置信息。
[0068]然后根据解析得到的ID信息，从预存于云渲染端中获取相应的高精度部件模型，并根据解析得到的位置信息组合得到待渲染模型，利用云渲染端对待渲染模型进渲染，并发送渲染结果给用户终端。本实施例的三维云渲染方法，在用户终端利用低精度部件模型形成描述文档，在云渲染端渲染时利用高精度部件模型，这样既避免了形成描述文档时传输高精度部件模型，又能够利用高精度部件模型渲染，保证了渲染精度，降低了传输时间消耗。
[0069]本实施例的一种基于部件模型组合的三维云渲染系统，该三维云渲染系统应用于用户终端，具体包括:
[0070]用于向云渲染端发送下载请求的模块；
[0071]用于接收来自云渲染端预存的低精度部件模型的模块；
[0072]用于对低精度部件模型进行预览，并根据预览结果生成相应的描述文档上传至云渲染端的模块；
[0073]用于从云渲染端获取渲染结果的模块，其中，渲染结果是云渲染端根据所述描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到。
[0074]本实施例的另一种基于部件模型组合的三维云渲染系统，该三维云渲染系统应用于云渲染端，包括:
[0075]用于接收来自用户终端的下载请求的模块；
[0076]用于响应于所述下载请求，向用户终端发送云渲染端预存的低精度部件模型的模块；
[0077]用于从用户终端接收描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到渲染结果的模块，其中，描述文档为在用户终端对低精度部件进行预览，并根据预览结果生成；
[0078]用于发送渲染结果给用户终端的模块。
[0079]以上所述的【具体实施方式】对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的最优选实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于部件模型组合的三维云渲染方法，其特征在于，包括: 向云渲染端发送下载请求； 接收来自云渲染端预存的低精度部件模型； 对低精度部件模型进行预览，并根据预览结果生成相应的描述文档上传至云渲染端；从云渲染端获取渲染结果，所述渲染结果是云渲染端根据所述描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到。
2.如权利要求1所述的基于部件模型组合的三维云渲染方法，其特征在于，所述的低精度部件模型和高精度部件模型一一对应，相互对应的低精度部件模型和高精度部件模型具有对应的识别信息。
3.如权利要求2所述的基于部件模型组合的三维云渲染方法，其特征在于，预览过程如下: 将下载的低精度部件模型组合后进行显示，并根据显示的内容调整各个低精度部件模型的位置得到相应的预览结果。
4.如权利要求3所述的基于部件模型组合的三维云渲染方法，其特征在于，所述的描述文档包括预览结果中各个低精度部件模型的识别信息和位置信息，所述的位置信息包括坐标信息和角度信息。
5.如权利要求4所述的基于部件模型组合的三维云渲染方法，其特征在于，通过如下方法获取渲染结果: 根据描述文档将对应的高精度部件模型按相应的位置组合，得到待渲染模型，经渲染后得到渲染结果。
6.一种基于部件模型组合的三维云渲染方法，其特征在于，包括: 接收来自用户终端的下载请求； 响应于所述请求，向用户终端发送云渲染端预存的低精度部件模型； 从用户终端接收描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到渲染结果，所述描述文档为在用户终端对低精度部件进行预览，并根据预览结果生成； 发送渲染结果给用户终端。
7.一种基于部件模型组合的三维云渲染系统，其特征在于，包括: 用于向云渲染端发送下载请求的模块； 用于接收来自云渲染端预存的低精度部件模型的模块； 用于对低精度部件模型进行预览，并根据预览结果生成相应的描述文档上传至云渲染端的模块； 用于从云渲染端获取渲染结果的模块，所述渲染结果是云渲染端根据所述描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到。
8.一种基于部件模型组合的三维云渲染系统，其特征在于，包括: 用于接收来自用户终端的下载请求的模块； 用于响应于所述下载请求，向用户终端发送云渲染端预存的低精度部件模型的模块；用于从用户终端接收描述文档结合云渲染端预存的高精度部件模型进行渲染得到渲染结果的模块，所述描述文档为在用户终端对低精度部件进行预览，并根据预览结果生成；用于发送渲染结果给用户终端的模块。
【文档编号】G06T17/00GK104200520SQ201410439156
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】马英俊 申请人:杭州易上弘网络技术有限公司