一种三维场景构建方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机技术，特别涉及一种三维场景构建方法和装置。
【背景技术】
[0002] 虚拟现实场景构建是虚拟现实技术实现的基础，并应用到了虚拟现实领域的各个 方面。
[0003] 伴随着虚拟现实技术的发展，用于共享应用的三维模型越来越多，而三维场景构 建技术即利用此优势，在三维模型检索技术基础上提供给用户更加便捷的场景构建过程。 此项技术不仅可以给普通用户提供方便地构建三维场景的平台，而且可以供专业用户设计 更为复杂的三维场景，提高设计效率。
[0004] 在实际应用中，可预先建立一个三维模型数据库，这样，在构建三维场景的过程 中，当需要使用某一个三维模型时，可通过检索技术，从三维模型数据库中检索出该三维模 型。具体检索方式可为：对要检索的三维模型进行文本描述，从三维模型数据库中检索出与 所述文本描述相符的三维模型。
[0005] 上述检索方式虽然实现简单，但文本描述内容和实际的三维模型很可能存在差 异，从而导致产生错误的检索结果，这样，用户可能需要重新进行检索等，从而降低了三维 场景的构建效率。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种三维场景构建方法和装置，能够提高三维场景的构 建效率。
[0007] 为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
[0008] 一种三维场景构建方法，包括：
[0009] 在三维场景构建过程中，当每次接收到用户所绘制的、用于进行三维模型检索的 二维草图时，分别进行如下处理：
[0010] 生成所述二维草图的特征向量；
[0011] 针对三维模型数据库中的每个三维模型，分别计算预先生成的该三维模型的各二 维正交投影轮廓线图的特征向量与所述二维草图的特征向量之间的距离，并将计算出的最 小距离作为该三维模型与所述二维草图之间的距离；
[0012] 按照与所述二维草图之间的距离由小到大的顺序，对所述三维模型数据库中的各 三维模型进行排序，并将排序后处于前X位的三维模型推荐给用户，X为正整数；
[0013] 将所推荐的各三维模型中的一个加载到三维场景中。
[0014] -种三维场景构建装置，包括：
[0015] 第一处理模块，用于在三维场景构建过程中，当每次接收到用户所绘制的、用于进 行三维模型检索的二维草图时，将所述二维草图发送给第二处理模块；
[0016] 所述第二处理模块，用于生成所述二维草图的特征向量；针对三维模型数据库中 的每个三维模型，分别计算预先生成的该三维模型的各二维正交投影轮廓线图的特征向量 与所述二维草图的特征向量之间的距离，并将计算出的最小距离作为该三维模型与所述二 维草图之间的距离；按照与所述二维草图之间的距离由小到大的顺序，对所述三维模型数 据库中的各三维模型进行排序，并将排序后处于前X位的三维模型推荐给用户，X为正整 数；将所推荐的各三维模型中的一个加载到三维场景中。
[0017] 可见，采用本发明所述方案，利用二维草图来进行三维模型的检索，而不是现有技 术中所述的文本描述，从而克服了现有技术中存在的问题，进而提高了三维场景的构建效 率等。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明三维场景构建方法实施例的流程图。
[0019] 图2为本发明所述二维草图的示意图。
[0020] 图3为本发明法线方向与视角方向的关系示意图。
[0021] 图4为本发明三维轮廓线图的生成方式示意图。
[0022] 图5为本发明一个三维椅子模型及其对应的二十六个二维正交投影轮廓线图的 示意图。
[0023] 图6为本发明确定出的各采样点的示意图。
[0024] 图7为本发明归一化后的可视词汇值统计直方图示意图。
[0025] 图8为本发明所展示的用户界面效果示意图。
[0026] 图9为本发明构建出的三维场景示意图。
[0027] 图10为本发明三维场景构建装置实施例的组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所 述方案作进一步的详细说明。
[0029] 图1为本发明三维场景构建方法实施例的流程图。如图1所示，包括如下步骤 11 ~15。
[0030] 步骤11:在三维场景构建过程中，当每次接收到用户所绘制的、用于进行三维模 型检索的二维草图时，分别按照步骤12~15所示方式进行处理。
[0031] 在三维场景构建过程中，当用户需要检索某一三维模型时，可首先手动绘制出该 三维模型对应的一个二维草图，二维草图可以表现为三维模型的任意方向的结构，但研究 显示，用户往往对正面或侧面草图模拟居多。图2为本发明所述二维草图的示意图。
[0032] 步骤12 :生成二维草图的特征向量。
[0033] 步骤13 :针对三维模型数据库中的每个三维模型，分别计算预先生成的该三维模 型的各二维正交投影轮廓线图的特征向量与二维草图的特征向量之间的距离，并将计算出 的最小距离作为该三维模型与二维草图之间的距离。
[0034] 步骤14 :按照与二维草图之间的距离由小到大的顺序，对三维模型数据库中的各 三维模型进行排序，并将排序后处于前X位的三维模型推荐给用户，X为正整数。
[0035] 步骤15 :将所推荐的各三维模型中的一个加载到三维场景中。
[0036] 以下分别对本发明所述方案实现的各关键点进行详细介绍。
[0037] -）预先准备
[0038] 即在进行三维场景构建之前，需要先进行以下处理：计算可视词汇值和生成三维 特征库。
[0039] 1)计算可视词汇值 [0040]具体实现可包括：
[0041]确定P个作为样本的三维模型，P为正整数，具体取值可根据实际需要而定，如 500 ;作为样本的三维模型可来自于三维模型数据库，也可来自于其它处，具体实现不作限 制；
[0042] 针对每个作为样本的三维模型，可分别确定出该三维模型在各不同视角方向上的 三维轮廓线图，并将该三维模型中的Y个预定位置作为摄像机位置，确定出该Y个预定位置 上的二维正交投影轮廓线图；
[0043] 针对每个二维正交投影轮廓线图，分别确定出该二维正交投影轮廓线图中的采样 点；根据所述采样点确定出该二维正交投影轮廓线图中的各图像局部区域，并分别计算各 图像局部区域的局部区域特征值；
[0044] 对计算出的各局部区域特征值进行聚类，得到K个聚类结果，每个聚类结果作为 一个可视词汇，K为正整数，具体取值可根据实际需要而定，如1024,并分别将每个聚类结 果中的各局部区域特征值的平均值作为一个可视词汇值。
[0045] 三维模型在空间中以点和面的形式存在，无法直接与二维草图进行比较，为了寻 找二维到三维的共同特征，最直接的方式就是对三维模型进行降维并简化处理，以便提取 三维模型和二维草图的共同特征。因此，需要首先对三维模型进行线条化处理，即利用三维 轮廓线图来表征三维模型，并根据三维模型在不同视角方向上的投影来获取与二维草图相 似的二维线图结构。
[0046] 1.1)三维轮廓线图
[0047] 三维轮廓线图的生成方式可分为两种，即与视角相关的方式和与视角无关的方 式。由于人类视觉对于光线和阴影信息非常敏感，因此一般来说按照与视角相关的方式能 够更好地确定出三维模型的轮廓信息，而且确定出的轮廓线会更加光滑。
[0048] 从人眼观察视角出发，三维模型上的点的法线方向和曲率微分值的不同反应了其 位置的不同，只有具有特定法线方向和曲率微分值的点，才能够在人眼观察区域