专利名称：三维效果模拟系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种三维效果模拟系统及方法。
背景技术：
目前，应用于电子装置，例如计算机、手机等的三维(three-dimensional, 3D)游戏或3D虚拟场景，一般是利用3D绘图软件绘制3D场景或人物的模型。之后，在3D模型表面贴上合适的材质，并对模型进行多边形切分。对于复杂的3D场景或人物，由于模型切分得到的多边形数量过多，后续3D游戏或3D虚拟场景在电子装置上运行时对电子装置的硬件配置要求较高，例如处理器的数据处理速度必须较高，才能播放较流畅的画面。为了适应电子装置现有的硬件配置，目前一般采取在建立3D游戏或3D虚拟场景的过程中限制多边形数量的方法，实现播放较流畅的画面。然而，这种方法往往导致画面质 量较为粗糙。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种三维效果模拟系统及方法，可以在现有的硬件配置的条件下模拟三维(3D)效果，实现播放较流畅的画面并提供较为细腻的画面质量。一种三维效果模拟方法，应用于电子装置，该方法包括(A)参数设置步骤设置追踪游戏画面的镜头在三维(3D)游戏的3D场景空间中的初始位置及游戏玩家的视点位置；(B)初始视线方向确定步骤根据镜头初始位置与视点位置确定游戏玩家的初始视线方向；(C)图形放置步骤将通过二维(2D)图形建立的角色置于3D场景空间中的预设位置，其中，2D图形所在平面与游戏玩家初始视线方向垂直，使得游戏玩家无法由初始视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立；(D)信号接收步骤接收游戏玩家通过输入设备输入的调整视线方向的信号，即改变镜头在3D场景空间中的位置；(E)当前视线方向确定步骤根据镜头当前位置与视点位置确定游戏玩家的当前视线方向 '及(F)图形平面调整步骤将2D图形所在平面调整到与游戏玩家当前视线方向垂直，使得游戏玩家无法从当前视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立。一种三维效果模拟系统，应用于电子装置。该系统包括参数设置模块，用于设置追踪游戏画面的镜头在3D游戏的3D场景空间中的初始位置及游戏玩家的视点位置；视线方向确定模块，用于根据镜头初始位置与视点位置确定游戏玩家的初始视线方向；图形放置模块，用于将通过2D图形建立的角色置于3D场景空间中的预设位置，其中，2D图形所在平面与游戏玩家初始视线方向垂直，使得游戏玩家无法由初始视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立；信号接收模块，用于接收游戏玩家通过输入设备输入的调整视线方向的信号，即改变镜头在3D场景空间中的位置；视线方向确定模块，还用于根据镜头当前位置与视点位置确定游戏玩家的当前视线方向；及图形平面调整模块，用于将2D图形所在平面调整到与游戏玩家当前视线方向垂直，使得游戏玩家无法从当前视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立。
相较于现有技术，本发明所提供的三维效果模拟系统将3D游戏中的部分角色通过2D图形进行表现，根据3D游戏中追踪游戏画面的镜头在3D场景空间中的位置及游戏玩家的视点位置确定游戏玩家的视线方向，并保持2D图形所在平面与游戏玩家视线方向始终垂直，以避免游戏玩家从侧面发现之前看到的角色是通过2D图形建立，使得2D图形始终以3D效果呈现在游戏玩家的视野之中。以2D图形表现3D游戏中的部分角色避免了 3D模型切分得到的多边形数量过多而硬件配置较低导致的画面播放不流畅的问题，以及限制多边形数量导致画面质量较为粗糙的问题。
图I是本发明3D效果模拟系统较佳实施例的应用环境图。图2是本发明3D效果模拟系统较佳实施例的功能模块图。图3是本发明3D效果模拟方法较佳实施例的流程图。 图4(1)、图5(1)及图6(1)是本发明3D效果模拟系统以2D图形模拟3D效果的示意图。图4(II)、图5(11)及图6(11)是从3D场景空间正上方观察到的2D图形及3D图形的示意图。主要元件符号说明
电子装置100
3D效果模拟系统10
显不屏蒂20
输入设备30
存储器40
处理器50
参数设置模块U
视线方向确定模块 12 图形放置模块13
信号接收模块14
图形平面调整模块 15如下具体实施方式
将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图I所示，是本发明三维效果模拟系统较佳实施例的应用环境图。该三维(3D)效果模拟系统10应用于电子装置100，该电子装置100还包括显示屏幕20、输入设备30、存储器40及处理器50。该电子装置可以为计算机、个人数字助理、手机等。该3D效果模拟系统10将3D游戏中的部分角色(例如不重要的配角)以2D图形进行表现，根据3D游戏中追踪游戏画面的镜头在3D场景空间中的位置及游戏玩家的视点位置确定游戏玩家的视线方向，并保持2D图形所在平面始终与游戏玩家的视线方向垂直，使得游戏玩家无法识别看到的角色是通过2D图形表现。显示屏幕20显示3D游戏提供的画面信息，包括3D游戏的3D场景空间的所有物体，例如通过3D图形表现的角色及通过2D图形表现出3D效果的角色。输入设备30供游戏玩家输入调整视点位置的信号。该输入设备30为键盘或鼠标。存储器40存储该3D效果模拟系统10的程序化代码，处理器50执行该程序化代码，实现3D效果模拟系统10的上述功能。
参阅图2所示，是本发明3D效果模拟系统10较佳实施例的功能模块图。该3D效果模拟系统10包括参数设置模块11、视线方向确定模块12、图形放置模块13、信号接收模块14及图形平面调整模块15。参数设置模块11用于设置追踪游戏画面的镜头在3D场景空间中的初始位置及游戏玩家的视点位置。在3D游戏中，游戏玩家的双眼相当于追踪游戏画面的镜头，游戏玩家的视点位置指的是游戏玩家的视线聚焦的位置，是锁定不变的。如图4(1)所示的3D场景空间包括椭圆形代表的地面及垂直立于地面的广告广告牌。其中，实心圆点A表示游戏玩家在3D场景空间中的视点位置，实心长方形B表示镜头在3D场景空间中的初始位置。视线方向确定模块12用于根据镜头初始位置与视点位置确定游戏玩家的初始视线方向。如图4(1)所示,连接实心圆点A与实心长方形B中心点的虚线表示游戏玩家的初始视线方向。图形放置模块13用于将通过2D图形建立的角色置于3D场景空间中的预设位置，其中，2D图形所在平面与游戏玩家初始视线方向垂直，使得游戏玩家无法由初始视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立。如图4(1)所示，2D图形C表示3D游戏中的一个人物角色，该2D图形C所在平面与游戏玩家初始视线(即图4 (I)所示虚线)夹角为90度，游戏玩家由初始视线方向无法识别看到的人物角色是通过2D图形建立。而实际上，如图4(11)所示，从3D场景空间正上方观察，2D图形C呈现为平面无体积的一条直线L。信号接收模块14用于接收游戏玩家通过输入设备30输入的调整视线方向的信号。例如，游戏玩家可以通过操作键盘上的右键向右移动视线方向(如图5(1)所示)，通过操作键盘上的左键向左移动视线方向(如图6 (I)所示)。游戏玩家的视线方向发生变化相当于追踪游戏画面的镜头在3D场景空间中的位置发生变化。视线方向确定模块12还用于根据镜头当前位置与视点位置确定游戏玩家的当前视线方向。如图5(1)所示虚线表示镜头往右移动后游戏玩家的当前视线方向，如图6(1)所示虚线表示镜头往左移动后游戏玩家的当前视线方向。图形平面调整模块15用于将2D图形所在平面调整到与游戏玩家当前视线方向垂直，使得游戏玩家无法从当前视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立。游戏玩家的视线方向调整后，如果2D图形表现的角色还保持之前的状态，则2D图形所在平面与游戏玩家当前视线方向不再垂直，游戏玩家将会识别看到的角色是通过2D图形建立。例如，若游戏玩家的视线方向向右移动，则图形平面调整模块15将2D图形C以2D图形C的纵轴为中心向一定方向(例如向左或向右)旋转一定角度由图4(1)中的状态调整到图5(1)中的状态，使得2D图形C所在平面与图5(1)中表示游戏玩家当前视线方向的虚线垂直。若游戏玩家的视线方向向左移动，则图形平面调整模块15将2D图形C以2D图形C的纵轴为中心向一定方向(例如向左或向右)旋转一定角度由图4(1)中的状态调整到图6(1)中的状态，使得2D图形C所在平面与图6 (I)中表示游戏玩家当前视线方向的虚线垂直。而实际上，从3D场景空间正上方观察，2D图形C还是呈现为平面无体积的一条直线L，如图5(11)或图6(11)所示。参阅图3所示，是本发明3D效果模拟方法较佳实施例的流程图。步骤S31，参数设置模块11用于设置追踪游戏画面的镜头在3D游戏的3D场景空间中的初始位置及游戏玩家的视点位置。如图4(1)所示,实心圆点A表示游戏玩家在3D场景空间中的视点位置，实心长方形B表示镜头在3D场景空间中的初始位置。
步骤S32，视线方向确定模块12根据镜头初始位置与视点位置确定游戏玩家的初始视线方向。如图4(1)所示,连接实心圆点A与实心长方形B中心点的虚线表示游戏玩家的初始视线方向。步骤S33，图形放置模块13将通过2D图形建立的角色置于3D场景空间中的预设位置，其中，2D图形所在平面与游戏玩家初始视线方向垂直，使得游戏玩家无法由初始视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立。如图4(1)所示，2D图形C表示3D游戏中的一个人物角色，该2D图形C所在平面与游戏玩家初始视线(即图4(1)所示虚线)夹角为90度，游戏玩家由初始视线方向无法识别看到的人物角色为2D图形。而实际上，如图4(11)所示，从3D场景空间正上方观察，2D图形C呈现为一条平面无体积的直线L。 步骤S34，信号接收模块14接收游戏玩家通过输入设备30输入的调整视线方向的信号，即改变镜头在3D场景空间中的位置。例如，游戏玩家可以通过操作键盘上的右键向右移动视线方向(如图5(1)所示)，通过操作键盘上的左键向左移动视线方向(如图6(1)所示)。步骤S35，视线方向确定模块12根据镜头当前位置与视点位置确定游戏玩家的当前视线方向。如图5(1)所示虚线表示镜头往右移动后游戏玩家的当前视线方向，如图6(1)所示虚线表示镜头往左移动后游戏玩家的当前视线方向。步骤S36，图形平面调整模块15将2D图形所在平面调整到与游戏玩家当前视线方向垂直，使得游戏玩家无法从当前视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立。例如，若游戏玩家的视线方向向右移动，则图形平面调整模块15将2D图形C以2D图形C的纵轴为中心向一定方向(例如向左或向右)旋转一定角度由图4(1)中的状态调整到图5(1)中的状态，使得2D图形C所在平面与图5 (I)中表示游戏玩家当前视线方向的虚线垂直。若游戏玩家的视线方向向左移动，则图形平面调整模块15将2D图形C以2D图形C的纵轴为中心向一定方向(例如向左或向右)旋转一定角度由图4(1)中的状态调整到图6 (I)中的状态，使得2D图形C所在平面与图6(1)中表示游戏玩家当前视线方向的虚线垂直。而实际上，从3D场景空间正上方观察，2D图形C还是呈现为平面无体积的一条直线L，如图5 (II)或图6(11)所示。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普 通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种三维效果模拟方法，应用于电子装置，其特征在于，该方法包括 参数设置步骤设置追踪游戏画面的镜头在三维(3D)游戏的3D场景空间中的初始位置及游戏玩家的视点位置； 初始视线方向确定步骤根据镜头初始位置与视点位置确定游戏玩家的初始视线方向； 图形放置步骤将通过二维(2D)图形建立的角色置于3D场景空间中的预设位置，其中，2D图形所在平面与游戏玩家初始视线方向垂直，使得游戏玩家无法由初始视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立； 信号接收步骤接收游戏玩家通过输入设备输入的调整视线方向的信号，即改变镜头在3D场景空间中的位置； 当前视线方向确定步骤根据镜头当前位置与视点位置确定游戏玩家的当前视线方向；及 图形平面调整步骤将2D图形所在平面调整到与游戏玩家当前视线方向垂直，使得游戏玩家无法从当前视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立。
2.如权利要求I所述的三维效果模拟方法，其特征在于，所述镜头在3D场景空间中的位置相当于游戏玩家的双眼在3D场景空间中的位置，游戏玩家的视点位置指的是游戏玩家的视线在3D场景空间中聚焦的位置。
3.如权利要求I所述的三维效果模拟方法，其特征在于，所述输入设备系键盘或鼠标。
4.如权利要求I所述的三维效果模拟方法，其特征在于，图形平面调整步骤中将2D图形所在平面调整到与游戏玩家当前视线方向垂直是通过将2D图形以该2D图形的纵轴为中心向一定方向旋转一定角度实现。
5.一种三维效果模拟系统，应用于电子装置，其特征在于，该系统包括 参数设置模块，用于设置追踪游戏画面的镜头在三维(3D)游戏的3D场景空间中的初始位置及游戏玩家的视点位置； 视线方向确定模块，用于根据镜头初始位置与视点位置确定游戏玩家的初始视线方向； 图形放置模块，用于将通过二维(2D)图形建立的角色置于3D场景空间中的预设位置，其中，2D图形所在平面与游戏玩家初始视线方向垂直，使得游戏玩家无法由初始视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立； 信号接收模块，用于接收游戏玩家通过输入设备输入的调整视线方向的信号，即改变镜头在3D场景空间中的位置； 视线方向确定模块，还用于根据镜头当前位置与视点位置确定游戏玩家的当前视线方向；及 图形平面调整模块，用于将2D图形所在平面调整到与游戏玩家当前视线方向垂直，使得游戏玩家无法从当前视线方向识别看到的角色是通过2D图形建立。
6.如权利要求5所述的三维效果模拟系统，其特征在于，所述镜头在3D场景空间中的位置相当于游戏玩家的双眼在3D场景空间中的位置，游戏玩家的视点位置指的是游戏玩家的视线在3D场景空间中聚焦的位置。
7.如权利要求5项所述的三维效果模拟系统，其特征在于，所述输入设备系键盘或鼠标。
8.如权利要求5所述的三维效果模拟系统，其特征在于，所述图形平面调整模块将2D图形所在平面调整到游戏玩家当前视线方向垂直是通过将2D图形以该2D图形的纵轴为中心向一定方向旋转一定角度实现。
全文摘要
本发明提供一种三维效果模拟系统，应用于电子装置。该三维(3D)效果模拟系统将3D游戏中的部分角色通过以2D图形进行表现，根据3D游戏中追踪游戏画面的镜头在3D场景空间中的位置及游戏玩家的视点位置确定游戏玩家的视线方向，并保持2D图形所在平面始终与游戏玩家的视线方向垂直，使得游戏玩家无法从视线方向识别看到的角色是通过2D图形表现。本发明还提供一种三维效果模拟方法。
文档编号G06T13/20GK102750720SQ20111009958
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者李后贤, 李章荣, 罗治平 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司