一种3D场景儿童益智平板电脑的制作方法

本发明涉及电子技术领域，尤指提供一种3d场景儿童益智平板电脑。

背景技术：

3d场景儿童益智平板电脑，无例外地以符合3d功能的电脑及其屏显为条件，将3d中部分模型导入到另一个3d场景中，如在a场景中选中模型，点击文件(file)在保存栏中点击最后一个将选择文件另存(saveselected)保存栏中一共4个，这样就把单个文件独立的保存后打开b场景，导入模型即可。当然，这类场景的应用是在现有模型的基础上完成的。但如果将一些窗口管理器把进程分隔的2d应用界面嵌入到3d场景中。2d应用界面能放置在桌面环境中的多个位置，例如3d立方体的侧面，虚拟世界里的墙上，等等。

为了创建一个3d桌面环境，其中应用进程能够不使用2d表面而直接使用3d对象将自己展示到相同的场景图中，现有技术的窗口管理器和工具集需要重新设计。因此，人们希望在如窗口管理器等显示服务器和应用进程之间定义一个新的的可视化接口。

此外，为了使用3d对象来直接显示应用，显示服务器必须能够快速渲染分隔的进程以及图形相关的数据。因为，人们希望找出一个最佳方案来处理以及传递资料中的更改并加载和卸除显示服务器与应用进程之间的数据。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种3d场景儿童益智平板电脑。

为达成上述目的，本发明应用的技术方案是：提供了一种3d场景儿童益智平板电脑，其包括应用软件、中间件及载有操作系统的操作系统内核，其中应用软件包括3d应用及2d表面应用；中间件包括3d工具集、3d显示服务器及3d引擎库，3d工具集包括3d资源，其中：操作系统包括，用于附加3d资源到应用场景节点集以及用于透过把应用场景节点的第一子集连接到第一进程，并把应用场景节点的第二子集连接到第二进程，以此将运行在应用软件的第一应用上下文中的第一进程与运行在应用软件的第二应用上下文中的第二进程分隔；3d显示服务器根据应用场景节点的3d资源构造3d场景图和用于在屏幕上显示3d场景图；应用软件与3d显示服务器之间具有进程分隔接口，进程分隔接口用来分别加载第一进程和第二进程到3d显示服务器。

在本实施例中优选：进程分隔接口用来连接3d应用和2d应用到3d显示服务器。

在本实施例中优选：还包括用于为3d应用的创建提供用户接口组件以及为应用软件提供3d资源的3d工具集；用于3d显示服务器与用来控制操作系统运行平板电脑的操作系统内核之间的平台图形接口。

在本实施例中优选：3d资源为基本的3d对象，包括纹理、明暗度和网格。

在本实施例中优选：加载第一进程和第二进程，包括使用进程分隔接口来分别加载第一进程和第二进程。

在本实施例中优选：进一步包括分别处理第一进程和第二进程以避免第一进程和第二进程接入同一应用场景节点时冲突，同时第一进程和第二进程控制分享应用场景节点。

在本实施例中优选：加载进程到进程连接已修改的3d显示服务器，或不加载进程到进程连接未修改的3d显示服务器。

在本实施例中优选：连接应用场景节点的第一子集到第一进程和连接应用场景节点的第二子集到第二进程，分别包括把另外的应用场景节点作为子节点连接到应用场景节点的第一子集或第二子集的元素，这些元素代表父节点。

在本实施例中优选：另外的应用场景节点包括相对于节点的父节点的位置和旋转差异信息，其中位置和旋转信息包含一个4x4矩阵。

在本实施例中优选：构造3d场景图包含计算3d资源相对于其他3d资源的反射、折射、阴影、明暗度和/或重迭。

本发明与现有技术相比，其有益的效果是：通过创建3d桌面环境，其中应用进程能够不使用2d表面而直接使用3d对象将自己展示到相同的场景图中，由于现有技术的窗口管理器和工具集需要重新设计，因此本发明能在如窗口管理器等显示服务器和应用进程之间定义一个新的可视化接口。此外，能够让3d对象直接显示应用，显示服务器能够快速渲染分隔进程以及图形相关的数据，从而使用者方便地找出一个最佳方案来处理以及传递资料中的更改并加载和卸除显示服务器与应用进程之间的数据。

附图说明

图1是本实施例运作流程的方框结构100示意图。

图2是展示本实施例3d显示服务器200的结构示意图。

图3是展示本实施例进程分隔300的结构示意图。

图4是本实施例示范场景图400的示意图。

图5是本实施例图4中场景图400的渲染结果500的示意图。

图6是本实施例的操作系统体系结构600的示意图。

具体实施方式

尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施例，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施例，同时可以理解的是本说明书应视为是本发明原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用以说明本发明的一个实施例的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施例必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其它的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

在附图所示的实施例中，方向的指示诸如上、下、左、右、前和后用以解释本发明的各种组件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些组件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些组件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。

请参阅图1，提供了一种3d场景儿童益智平板电脑运作流程的方框结构100示意图。图中包含附加3d资源101到应用场景节点集，其应用方法包含透过把应用场景节点的第一子集连接到第一进程，并把应用场景节点的第二子集连接到第二进程，以此将运行在计算器系统的操作系统的第一应用上下文中的第一进程与运行在操作系统的第二应用上下文中的第二进程分隔103。其中该方法100包含把第一进程和第二进程加载105到计算器系统的3d显示服务器中。3d显示服务器用来基于应用场景节点的3d资源构造3d场景图，并在平板电脑屏幕上显示3d场景图。在本实施例中，3d资源代表基本的3d对象，特别是纹理、明暗度和网格，以此复杂的场景图能够在基本对象中解析以容许灵活实施场景图。在本实施例中，加载第一进程和第二进程105包含：使用一个进程分隔接口来分别加载第一进程和第二进程，其中该进程分隔接口用来避免第一进程和第二进程接入同一应用场景节点时冲突。在本实施例中，进程分隔接口用来透过控制的方式由第一进程和第二进程来管理应用场景节点的分享。进程分隔接口允许分隔不同进程，相对于不使用进程分隔的常规方法，提高了方法的稳定性和强健性。透过避免第一进程和第二进程接入同一应用场景节点时冲突，整体的系统稳定性得到了提高。透过以控制的方式由第一进程和第二进程管理应用场景节点的分享，一个进程不能访问其他进程的资源。进程不会危及整个系统的稳定性。3dui元素使场景里的每个应用ui元素可能被单独处理，不需要释放进程分隔。作为ui元素的3d对象为这些元素启用了自然的物理过程的使用。在本实施例中，进程分隔接口用于加载运行在不同应用上下文中的进程到3d显示服务器；进程分隔接口用于把3d显示服务器同时连接至多个应用连接。在本实施例中，该方法包括：加载进程到进程连接已修改的3d显示服务器，而不加载进程到进程连接未修改的3d显示服务器。在本方法100的实施例中，连接应用场景节点的第一子集到第一进程和连接应用场景节点的第二子集到第二进程包含：把进一步应用场景节点作为子节点连接到应用场景节点的第一子集或第二子集的元素，这些节点代表父节点。在本实施例中，进一步应用场景节点包括相对于这些节点的父节点的位置和旋转差异信息；位置和旋转信息包含一个矩阵；位置和旋转信息包含一个4x4矩阵；构造3d场景图包含计算3d资源相对于其他3d资源的反射、折射、阴影、明暗度和/或重迭。

请参阅图2，图中是展示本实施例3d显示服务器200的结构示意图。通过设备屏幕6显示3d显示服务器的内容。两个简单的3d应用，可以看到是第一应用1和第二应用2，都有一个作为用户接口ui元素的立方体，例如3d网格。透过应用参照图1所描述的上述方法100，分隔的进程的可视化能够透过新的方式交迭。例如，可视化能够互相捆绑。其应该方法100包含附加3d资源例如第一3d立方体1和第二3d立方体2，其中：该应用方法100进一步包含将处理第一3d立方体1的第一进程与处理第二3d立方体2的第二进程分隔，同时进一步包含加载处理第一3d立方体1的第一进程和处理第二3d立方体2的第二进程到显示服务器。显示服务器在屏幕上显示包含第二3d应用2的反射5的立方体1和2。构造显示服务器的场景图可描述如下：首先，需要启动显示服务器进程以给应用进程提供服务。通常情况下，在显示服务器下面的操作系统运行时，显示服务器就运行以在物理屏幕上制作可能的应用进程可视化。当显示服务器在运行时，应用进程能注册到显示服务器。显示服务器接受新应用进程的注册并给它们提供进程间连接。此外，在使用显示服务器的应用进程的时间内，显示服务器必须一直可用以便于合成进程可视化。连接使应用进程可能发送场景图以及场景图里的改动到显示服务器。改动可以包含比如图形节点和资源标识符的位置、旋转和缩放信息。应用可以透过修改、增加或移除它们的内部场景图来修改内部形象。应用正在对它们的内部场景图进行的修改被传输到显示服务器。显示服务器随后能够合成整个场景图。显示服务器控制资源的加载以控制硬件资源比如内容、cpu和gpu的使用。显示服务器也给应用进程提供系统级修改、用户接口输入和包围体修改。分隔的进程可视化之间的重迭区4可见如图2。由于ui元素中3d表面的性质，阴影、明暗度、折射和反射等效果看起来更自然。图2表明应用均有基于同一光源的明暗度。此外，屏幕6的区域底部3反射了已显现的3d应用的第二应用2。第二3d应用2的反射5是可见的。将要展示在物理显示屏，比如图2所示的显示屏，的最后一个图像是在显示服务器进程内部创建的。显示服务器进程渲染原本从应用进程场景图中合并的整体场景图。进程分隔接口可以在操作系统内核级内部或顶部实施。因为具有更易控制的硬件管理，实施中的第一选项能够提升系统性能。后续选项在思索可移植性时提升了灵活性。显示服务器数据结构由互斥锁保护，因而平行改变不会破坏显示服务器的场景图数据。对于应用进程，显示服务器的服务提供了应用进程无需关注的锁闭等的异步api来保持整体场景图有效。

请参阅图3，图中是展示本实施例进程分隔300的结构示意图。进程分隔是将第一进程与图1所描述的第二进程分隔103。在图3展示了从进程中分隔的结构。显示服务器21包含一个应用接口。透过使用应用接口，应用23能够透过进程分隔22与显示服务器21相连。3d资源和应用23的场景和数据改动，即句柄或数据本身，透过进程分隔22传输。显示服务器21可以同时包含多个应用23连接。

请参阅图4，图中是本实施例示范场景图400的示意图。场景图400适用于连接到显示服务器11的进程分隔12和13。场景图节点连接用虚线表示。进程p1和p2透过对应于图3描述的进程分隔22的进程分隔接口19附加到显示服务器11。显示服务器11可以对应于图3描述的显示服务器21；连接表示汽车14的3d对象到第一进程p1；连接表示树18的3d对象到第二进程p2；连接表示由地下室15和屋顶16组成的房屋15、16的另一3d对象到第二进程p2，屋顶16作为一个子节点被应用到作为父节点连接到进程p2的地下室15。在本实施例中，显示服务器被嵌入到一个应用进程内部或在应用进程内部起作用，其它应用透过进程分隔链接到显示服务器。这样可以形成整个3d场景图中的从根到叶的节点链包含多个进程分隔的树状结构。

请参阅图5，图中是本实施例图4中场景图400的渲染结果500的示意图。场景图400包含图4中描述的节点，也就是拥有地下室15和屋顶16的房屋、汽车14和树18。图4中描述进程分隔的场景图被合并到渲染结果500。在图5中，第一进程p113仅包含一个以图形表示汽车14的连接节点。第二进程p212包含以图形表示树18和以图形表示房屋的地下室15的两个子节点。进程p212还包含以图形代表房屋的屋顶16的子节点。也就是第一进程13以图形表示汽车14，第二进程12以图形表示树18和房屋15、16。房屋拥有节点15和16的内部结构。在本实施例中，如图5中描述的场景节点可以拥有如纹理、阴影和网格之类的3d资源，这些3d资源可以来自3d工具集或被定制，每一个场景节点包含节点的父节点相关的位置和旋转差异信息，例如以4x4矩阵的形式。为了限制应用冲突，也就是进入对方“内部”，应用有一个包围体。这个包围体可以是一个简单的矩形框、球体或者一些复杂的容积比如定制的3d网格，当3d资源附加到应用场景节点，这些3d资源就被显示服务器进程以集中的方式加载。这减少了透过进程分隔的交流，因为一些3d资源能在分隔的进程之间再次使用，只有应用子图形内部的改变需要被转化到显示服务器11，此最小数据化传输使在同一可视3d场景中且进程分隔启用的情况下运行多个复杂的3d应用成为可能。

请参阅图6，是本实施例的操作系统体系结构600的示意图。应用601、中介软件603和操作系统内核605从它们各自的行中分隔。本实施例中描述的为3d系统新建的组件，这些组件以虚线为界。这些新设计的组件有3d引擎库619、3d显示服务器617、3d工具集615和3d应用607。3d引擎库619包含3d引擎和基本核心功能。3d显示服务器617使3d应用界面611能够代替现有的“窗口管理器”。在一个实施方式中，平台图形接口621和623使用gles/egl。在一个实施方式中，平台图形接口621、623使用directxapi。3d显示服务器617还包含创建从应用到物理屏幕的最终结果的渲染器。3d工具集615为3d应用的创建提供现成的ui组件。3d应用607是基于3d工具集的新应用。2d表面应用609仍然被操作系统600支持。在全屏模式下，尤其是平台图形接口621、623能够被更直接的使用以提升性能。在先设计的操作系统可以作为操作系统600的图形堆栈的基础。新操作系统600适用于应用上下文内部的进程分隔，比如投射到增强现实应用中的3d数据的第三方3d广告。