用于改进多姿态3d渲染的速度和视觉保真度的方法

用于改进多姿态3d渲染的速度和视觉保真度的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求均于2012年1月31日提交的题为"Method for Improving Speed an Visual Fidelity of Multi-Pose 3D Renderings By Overlaying Visible Edges" 的美 国临时专利申请号61/593, 105;题为"Method for Improving Speed an Visual Fidelity of Multi-Pose 3D Renderings By Overlaying Visible Shadows" 的 61/593, 115;题为 "Method for Improving Speed an Visual Fidelity of Multi-Pose 3D Renderings By Combining Images" 的 61/593, 112;以及题为 "Method for Improving Speed an Visual Fidelity of Multi-Pose 3D Renderings By Preloading an Optimized Thumbnail View" 的61/593, 109的优先权，上述申请均通过引用全文且就其各个方面合并于此。
技术领域
[0003] 本公开涉及使用多姿态渲染对三维图形的二维显示，具体地涉及一种用于通过显 示可见边缘而改进显示这样的多姿态3D渲染的视觉保真度和速度的方法和系统。
【背景技术】
【背景技术】 [0004] 的描述在这里是为了在总体上给出本公开的上下文而提供。就该背景技 术部分中所描述的范围而言，当前署名的发明人的工作，以及该描述中并非以其它方式在 提交时构成现有技术的方面，既不明确也非隐含地被承认构成相对于本公开的现有技术。
[0005] 通常期望以软件来显示对象的交互式3D视图。然而，并非每个计算机、操作系统 或浏览器都能够显示"真正的"3D，这或者是因为它们没有图形处理单元（GPU)，网络带宽过 小而不允许快速下载大的30资产，或者编程环境不允许访问诸如〇1冗11〇1/或〇丨1* (^〇(|<的 3D应用编程接口（API)。
[0006] 一些研发人员通过将3D对象的视图渲染为2D图像来解决该问题。在其最为简单 的形式中，可能从单个相机视点渲染PNG或JPG文件并且使得其可在web服务器上获取。如 果用户正在观看购物网站上的产品明细页，则用户能够至少能够看到该产品的渲染，而无 论其浏览器或计算机是否支持实时3D。
[0007] 在此之外的一个步骤是其中对象或模型不仅在单个视图而是在多个视图中进行 渲染的方法。用户在浏览器中被提供用户界面，用户能够在其中进行"点击和拖动"而以交 互式速度旋转对象。由于多个视图是来自不同视图的对象的预渲染视图，所以用户能够"转 动"对象并且从任意预渲染的观看角度看到对象，这给出了交互式3D的错觉，而实际上此时 除了当前显示的2D图像之外什么都没有改变。

【发明内容】

[0008] 在一个实施例中，一种计算机实现的在显示器上描绘对象的多姿态三维渲染的方 法包括在计算机可读介质上存储该对象的多个二维渲染。该多个2D渲染中的每一个从不 同的显性（外观？）观看角度描绘对象。该方法还包括经由网络将多个2D渲染传送至耦 合至该显示器的客户端设备。该方法进一步包括在计算机可读介质上存储多个覆盖渲染。 每个覆盖渲染对应于多个2D渲染中的相应一个。每个覆盖包括以第一颜色进行渲染并且 对应于如相对应的2D渲染中所渲染的对象边缘的边缘线条、以及透明背景。该方法进一步 包括经由网络将该覆盖渲染传送至客户端设备，并且提供可操作来显示多个复合图像的界 面，每个复合图像包括层叠于其相对应的2D渲染之上的覆盖渲染中的一个。
[0009] 在另一个实施例中，一种用于在显示器上描绘对象的多姿态三维渲染的系统包括 数据库，其存储该对象的多个二维渲染。该多个2D渲染中的每一个从不同的显性观看角度 描绘对象。该数据库还存储多个覆盖渲染，其中每个覆盖渲染对应于多个2D渲染中的相应 一个。另外，每个覆盖渲染包括以第一颜色进行渲染并且对应于如相对应的2D渲染中所渲 染的对象边缘的边缘线条、以及透明背景。该系统进一步包括机器可执行指令，其存储在机 器可读介质上并且指定界面，该界面可操作来显示多个复合图像，每个复合图像包括层叠 于其相对应的2D渲染之上的覆盖渲染中的一个。再另外地，该系统包括服务器，其经由网 络通信地耦合至该数据库并且可操作来向通信地耦合至该网络的客户端设备发送指定该 界面的机器指令。该服务器还可操作来从该客户端设备接收用于渲染对象的请求，并且响 应于该请求从该数据库获取多个2D渲染以及多个覆盖渲染，并且将该多个2D渲染以及多 个覆盖渲染传送至该客户端设备。
[0010] 在又另一个实施例中，一种机器可读存储介质具有存储于其上的机器可执行指令 的集合，当被执行时其使得处理器从通过网络通信地耦合至该处理器的服务器接收多个2D 渲染。该多个2D渲染中的每一个从不同的显性观看角度描绘对象。该指令还使得处理器 从该服务器接收多个覆盖渲染，每个覆盖渲染对应于多个2D渲染中的相应一个。每个覆盖 渲染包括以第一颜色进行渲染并且对应于如相对应的2D渲染中所渲染的对象边缘的边缘 线条、以及透明背景。另外，该指令使得该处理器使得耦合至该处理器的显示器设备显示多 个复合图像。每个复合图像包括层叠于其相对应的2D渲染之上的覆盖渲染中的一个。
[0011] 在一个实施例中，一种计算机实现的在显示器上描绘对象的多姿态三维渲染的方 法包括在计算机可读介质上存储该对象的多个二维渲染。该多个2D渲染中的每一个从不 同的显性观看角度描绘对象。该方法还包括经由网络将多个2D渲染传送至耦合至该显示 器的客户端设备。该方法进一步包括在计算机可读介质上存储多个覆盖渲染。每个覆盖渲 染对应于多个2D渲染中的相应一个。每个覆盖渲染包括以第一颜色进行渲染并且与如相 对应的2D渲染中所渲染的对象上的阴影相对应的阴影层、以及透明背景。该方法进一步 包括经由网络将该覆盖渲染传送至客户端设备，并且提供可操作来显示多个复合图像的界 面，每个复合图像包括层叠于其相对应的2D渲染之上的覆盖渲染中的一个。
[0012] 在另一个实施例中，一种用于在显示器上描绘对象的多姿态三维渲染的系统包括 数据库，其存储该对象的多个二维渲染。该多个2D渲染中的每一个从不同的显性观看角度 描绘对象。该数据库还存储多个覆盖渲染，其中每个覆盖渲染对应于多个2D渲染中的相应 一个。另外，每个覆盖渲染包括以第一颜色进行渲染并且与如相对应的2D渲染中所渲染的 对象上的可见阴影相对应的阴影层、以及透明背景。该系统进一步包括机器可执行指令，其 存储在机器可读介质上并且指定界面，该界面可操作来显示多个复合图像的界面，每个复 合图像包括层叠于其相对应的2D渲染之上的覆盖渲染中的一个。再另外地，该系统包括服 务器，其经由网络通信地耦合至该数据库并且可操作来向通信地耦合至该网络的客户端设 备发送指定该界面的机器指令。该服务器还可操作来从该客户端设备接收用于渲染对象的 请求，并且响应于该请求从该数据库获取多个2D渲染以及多个覆盖渲染，并且将该多个2D 渲染以及多个覆盖渲染传送至该客户端设备。
[0013] 在又另一个实施例中，一种机器可读存储介质具有存储于其上的机器可执行指令 的集合，当被执行时其使得处理器从通过网络通信地耦合至该处理器的服务器接收多个2D 渲染。该多个2D渲染中的每一个从不同的显性观看角度描绘对象。该指令还使得处理器 从该服务器接收多个覆盖渲染，每个覆盖渲染对应于多个2D渲染中的相应一个。每个覆盖 渲染包括以第一颜色进行渲染并且对应于如相对应的2D渲染中所渲染的3D对象的边缘的 边缘线条、以及透明背景。另外，该指令使得该处理器使得耦合至该处理器的显示器设备显 示多个复合图像。每个复合图像包括层叠于其相对应的2D渲染之上的覆盖渲染中的一个。
[0014] 在一个实施例中，一种计算机实现的在显示器上描绘对象的多姿态三维渲染的方 法包括在计算机可读介质上存储图像文件。该图像文件存储单个图像的数据。该单个图像 包括多个部分，其中每个部分包括对象的二维渲染。该多个2D渲染中的每一个从不同的显 性观看角度描绘对象。该方法还包括经由网络将该单个图像文件传送至耦合至该显示器的 客户端设备并且提供用户界面，该用户界面可操作来每次一个地显示多个2D渲染。
[0015] 在另一个实施例中，一种用于在显示器上描绘对象的多姿态三维渲染的系统包括 存储图像文件的数据库。该图像文件存储单个图像的数据，并且具有多个部分，每个部分包 括对象的二维渲染。该多个2D渲染中的每一个从不同的显性观看角度描绘对象。该系统 还包括机器可执行指令，其存储在机器可读介质上并且指定界面，该界面可操作来显示多 个2D渲染。另外，该系统包括通过网络通信地耦合至该数据库的服务器。该服务器可操作 来向通信地耦合至该网络的客户端设备传送该指定界面的机器指令。该服务器还可操作来 从该客户端设备接收用于渲染对象的请求，并且响应于该请求从该数据库获取该图像文件 并且将该图像文件传送至该客户端设备。
[0016] 在又另一个实施例中，一种机器可读存储介质具有存储于其上的机器可执行指令 的集合。当被处理器执行时，该指令使得该处理器从通过网络通信耦地合至该处理器的服 务器接收图像文件。该图像文件存储单个图像的数据。该单个图像包括多个部分，每个部 分包括三维对象的二维渲染。每个2D渲染从不同的显性观看角度描绘对象。该指令还可 操作来使得耦合至该处理器的显示器设备每次一个地显示多个2D渲染。
[0017] 在一个实施例中，一种在显示器上描绘对象的多姿态三维渲染的方法包括在计算 机可读介质上存储该对象的多个二维渲染。该多个2D渲染中的每一个从不同的显性观看 角度描绘对象。该方法还包括在计算机可读介质上存储多个缩略图，每个缩略图对应于多 个2D渲染中的相应一个。另外，该方法包括经由网络将多个2D渲染传送至耦合至该显示 器的客户端设备，并且经由该网络将多个缩略图传送至客户端设备。再另外地，该方法包括 提供界面，该界面可操作来显示多个缩略图中的每一个，并且在客户端设备接收到2D渲染 之后显示该多个2D渲染中的每一个替代相对应的缩略图。
[0018] 在另一个实施例中，一种用于在显示器上描绘对象的多姿态三维渲染的系统包括 数据库，其存储该对象的多个二维渲染。该多个2D渲染中的每一个从不同的显性观看角度 描绘对象。该数据库还存储多个缩略图，每个缩略图对应于多个2D渲染中的相应一个。该 系统还包括存储在机器可读介质上的机器可执行指令。当被处理器执行时，该指令实现可 操作来显示多姿态3D渲染的用户界面。另外，该系统包括经由网络通信地耦合至该数据库 的服务器。该服务器可操作来向通信地耦合至该网络的客户端设备传送多个2D渲染并且 向该客户端设备传送多个缩略图。该用户界面可操作来显示多个缩略图中的每一个，并且 在客户端设备接收到2D渲染之后显示该多个2D渲染中的每一个替代相对应的缩略图。
[0019] 在又另一个实施例中，一种机器可读存储介质存储机器可执行指令的集合。当被 处理器执行时，该指令使得该处理器从通过第一网络通信地耦合至该处理器的服务器接收 该对象的多个二维渲染。该多个2D渲染中的每一个从不同的显性观看角度描绘对象。该指 令还使得该处理器从该服务器接收多个缩略图。每个缩略图对应于多个2D渲染中的相应 一个。该指令进一个使得通信地耦合至该处理器的显示设备显示多个缩略图中的每一个， 并且在完全接收到2D渲染之后显示该多个2D渲染中的每一个替代相对应的缩略图。
【附图说明】
[0020] 以下所描述的附图描绘了这里所公开的系统和方法的各个方面。应当理解的是， 每个附图描绘了所公开的系统和方法的特定方面的实施例，并且每个附图意在符合其可能 的实施例。另外，在任何可能的情况下，以下描述引用到以下附图中所包括的附图标记，其 中多个附图中所描绘的特征被指定有一致的附图标记。
[0021] 图1是图示实现依据当前所描述实施例的方法的系统的示例性实施例的框图；
[0022] 图2A-2L分别描绘了依据该描述的示出对象的多姿态3D渲染的12个示例性显 示；
[0023] 图3图示了对象的示例性2D渲染；
[0024] 图4图示了图3的相对应渲染的示例性边缘线条覆盖图像；
[0025] 图5图示了通过将图4的覆盖图像层叠在图3的2D渲染上而形成的示例性复合 图像；
[0026] 图6描绘了诸如图5中的一系列复合图像以及进行层叠以创建复合图像的相应渲 染；
[0027] 图7图示了对象的示例性2D渲染；
[0028] 图8图示了图7的相对应渲染的示例性阴影覆盖图像；
[0029] 图9图示了通过将图8的覆盖图像层叠在图7的2D渲染上而形成的示例性复合 图像；
[0030] 图10图示了依据该描述的具有多个2D渲染部分的示例性图像；
[0031] 图11图示了图10的示例性图像的另一种维度形式；
[0032] 图12图示了具有多个2D渲染部分的另一个示例性图像；
[0033] 图13描绘了依据该描述的观看应用在其中创建用于显示多姿态3D渲染的用户界 面的网页；
[0034] 图14是描绘通过覆盖第二图像而改进多姿态3D渲染的速度和视觉保真度的方法 的框图；
[0035] 图15是描绘由服务器执行的用于通过组合图像来改进多姿态3D渲染的速度的方 法的框图；
[0036] 图16是描绘由客户端设备执行的用于通过组合图像来改进多姿态3D渲染的速度 的方法的框图；和
[0037] 图17是描绘用于通过预先加载优化缩略图来改进多姿态3D渲染的速度的方法的 框图。
【具体实施方式】
[0038] 在以下所描述的实施例中，联网的系统允许一个或多个用户观看对象或模型的多 姿态3D渲染。多姿态3D渲染被存储在一个或多个服务器上，该服务器向在局域网（LAN)或 广域网（WAN)上操作的一个或多个客户端传递该多姿态3D渲染。客户端设备可以是工作 站、台式计算机、膝上计算机、笔记本计算机、平板计算机、智能电话、个人数字助理等。客户 端设备执行用于观看应用的指令以显示多姿态渲染。该多姿态3D渲染可以是多个2D渲染 (其可以是模型或对象的捕捉图像，或者可以是模型或对象的纹理渲染），每个2D渲染从不 同显性观看角度（姿态）描绘该模型或对象。2D渲染被依序显示从而呈现该模型或对象的 显性3D视图。通过用户界面控件的操控，用户可以对各个2D渲染的显示进行控制，由此从 用户所期望的角度呈现该对象或模型。例如，用户可以从围绕延伸通过该模型或对象的垂 直轴线（这里被称作"转动"）或者围绕延伸通过该模型或对象的水平轴线（这里称作"倾 斜"）的不同角度观看该对象或模型。可以实现各种技术来改进描绘多姿态3D渲染的速度 和/或效率。
[0039] 在一些实施例中，对于2D渲染系列中的每一个创建边缘线条覆盖图像。每个覆盖 图像包括透明背景以及处于其当前姿态的对象或模型的可见边缘的线条绘制。当边缘线条 覆盖图像被叠加于相对应的2D渲染上以形成复合图像时，该复合图像由于良好定义的边 缘线条而对观看者表现为更为清晰的图像。
[0040] 在一些实施例中，对于2D渲染系列中的每一个创建的阴影覆盖图像是可见阴影 渲染。每个阴影覆盖包括透明背景和阴影图像，所述阴影图像包括在3D渲染中出现在对象 上的阴影。当阴影覆盖图像被叠加在相对应的2D渲染上以形成复合图像时，该复合图像由 于阴影而对观看者表现为更为清晰的图像。
[0041] 在一些实施例中，多个2D渲染是单个图像文件的子图像（S卩，部分）。观看应用可 以接收单个图像文件的参数或者利用单个图像文件的参数进行编程，该参数包括图像的整 体尺寸和多个2D渲染的数量，并且可以对该多个2D渲染中的个体依序显示。
[0042] 在一些实施例中，服务器向客户端传送多个2D渲染中的每一个的缩略图。该缩略 图可以处于单个图像文件中或者可以是单独的图像文件，但是先于该2D渲染进行传送。当 接收到缩略图时，观看应用显示该缩略图，可选地被放大至与2D渲染相同的尺寸。当从服 务器进行下载时或者下载之后，缩略图渲染在显示器上被2D渲染替代。
[0043] 图1描绘了可以在其上实现这里所描述的方法的系统10的实施例的框图。系统 10包括客户端设备12、服务器14、数据库16、以及耦合客户端设备12、服务器14和数据库 16的通信网络18。如以上所描述的，客户端设备12可以是工作站、台式计算机、膝上计算 机、笔记本计算机、平板计算机、智能电话、个人数字助理等。
[0044] 在一些实施例中，客户端设备12包括用于执行计算机可读指令的中央处理单元 (CPU) 20,用于在操作期间存储数据和指令的随机访问存储器（RAM)单元22,以及用于存储 软件应用、诸如动态链接库（DLL)的共享软件组件、CPU 20所执行的其它程序以及数据的 非易失性存储器24。作为示例，非易失性存储器24可以实现在经由总线耦合至CPU 20的 硬盘驱动器（HDD)上。替选地，非易失性存储器24可以被实现为固态驱动器（未示出）。 一般来讲，组件20、22和24可以以任何适当方式来实现。例如，虽然在图1中被描绘为单 个单元，但是CPU 20可以是处于一个或多个物理封装中的一个或多个处理器，其可以是单 核或多核处理器，或者可以是通用处理单元和图形处理器。此外，CPU 20可以划分在客户 端设备12的一个或多个子系统之间，诸如可能在具有通用处理器和包括专用处理器的图