一种基于webgl的三维模型渲染显示系统及使用方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于webgl的三维模型渲染显示系统，包括：数据库，用于存储所有三维模型对象的模型数据和用于渲染的网格模型；网格模型简化模块，用于提取所有三维模型对象的三维模型数据，根据三维模型对象归类划分进行网格模型简化；三维模型对象信息合并模块，用于提取每类三维模型对象的视角位置信息和缩放比例信息并进行合并；三维模型对象选择模块，用于确定视域内显示的三维模型对象，删除视域外的其它三维模型对象；显示状态内存密令触发模块，用于触发三维模型对象的显示状态内存密令；渲染的网格模型模块，用于选择待渲染的网格模型。本发明专利技术在不影响显示效果的前提下，实现渲染效率提升，渲染模型数据降维和数据量的降低。降低。降低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于webgl的三维模型渲染显示系统及使用方法


[0001]本专利技术属于图像数据处理
，具体来说，涉及一种基于webgl的三维模型渲染显示系统及使用方法。

技术介绍

[0002]在地理信息系统(简称GIS)行业中，大批量三维模型可视化一直是地理信息的一个显著特征。近年来，随着浏览器性能优化，传统行业智慧化、知识化转型，Web三维可视化技术发展迅速，B/S三维可视化已经成为地理信息过程动态模拟、可视化分析、协同决策等方面不可或缺的核心技术。在三维场景中为了更真实的展示目标，三维模型可视化已经被广泛应用。例如在航空监测和卫星管控应用中，三维模型的数量庞大，这给图形渲染带来巨大的压力。以某一时间段全球航班为例，大约2500架飞机，如果每架飞机都实时渲染，系统渲染的帧率会急速下降，导致卡顿甚至卡死。通常的硬件环境，按照常规的三维模型渲染方式，能承受的三维模型渲染量大概在2000左右(具体由模型精度和机器性能而定)，而实际应用中远大于此。
[0003]为解决常规三维模型渲染效率低与实际需求之间的矛盾，通常的解决方案利用Levels ofDetail(简称LOD)的思想，即在不同的视域距离显示模型图片和三维模型，例如目标与视点超过一定距离时，不考虑目标细节，只显示模型图片，当目标与视点较近时，显示目标三维模型，从而在控制三维模型数量的同时，又可以查看所有的目标信息。这种方案虽然在一定程度上解决了问题，但在本质上，它只是一种调度方案，并没有从根本上提升三维模型的渲染效率，并且这种调度，在某些情况可以使用，但在视域内目标比较密集的场景可能就不能满足需求，三维模型目标必须始终显示，这种情况下，LOD的方案就无法适用。

技术实现思路

[0004]针对现有解决方案利用LOD的方案，并没有从根本上提升三维模型的渲染效率问题，本专利技术提供了一种基于webgl的三维模型渲染显示系统及使用方法。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种基于webgl的三维模型渲染显示系统，包括：
[0007]数据库，用于存储所有三维模型对象的模型数据和用于渲染的网格模型；
[0008]网格模型简化模块，用于提取所有三维模型对象的三维模型数据，将三维模型数据相同的三维模型对象归类划分，并创建每类三维模型对象的数据内存密令；根据三维模型对象归类划分进行网格模型简化；
[0009]三维模型对象信息合并模块，用于提取每类三维模型对象的视角位置信息和缩放比例信息并进行合并，创建三维模型对象的显示状态内存密令；
[0010]三维模型对象选择模块，用于确定视域内显示的三维模型对象，删除视域外的其它三维模型对象；
[0011]显示状态内存密令触发模块，用于触发三维模型对象的显示状态内存密令，对三
维模型对象的视角位置信息和缩放比例信息进行调用；
[0012]渲染的网格模型模块，用于根据视域内每类三维模型对象各顶点边界值与视点的距离选择待渲染的网格模型。
[0013]进一步地，所述三维模型对象的模型数据包括模型的边界顶点、纹理和渲染材质。
[0014]进一步地，所述数据库还包括数据存储子模块，用以存储三维模型对象的数据内存密令和显示状态内存密令，还用于确定调用的视域三维模型对象，并与当前视角位置和缩放比例关联。
[0015]一种基于webgl的三维模型渲染显示使用方法，包括步骤：
[0016]S1、提取所有三维模型对象的三维模型数据，将三维模型数据相同的三维模型对象归类划分，并创建每类三维模型对象的数据内存密令；根据三维模型对象归类划分进行网格模型简化；
[0017]S2、提取每类三维模型对象的视角位置信息和缩放比例信息并进行合并，创建三维模型对象的显示状态内存密令；
[0018]S3、确定视域内显示的三维模型对象，删除视域外的其它三维模型对象，并触发三维模型对象的显示状态内存密令，对三维模型对象的视角位置信息和缩放比例信息进行调用；
[0019]S4、根据视域内每类三维模型对象各顶点边界值与视点的距离选择待渲染的网格模型。
[0020]进一步地，步骤S1具体包括以下步骤：
[0021]S101、提取所有三维模型对象的三维模型数据，三维模型数据包括模型的边界顶点、纹理、渲染材质和索引密令，将三维模型数据相同的模型对象归为一类，创建每类模型对象的数据内存；
[0022]S102、根据模型的边界顶点数据相互连线获取三维模型对象的外形结构面，并将三维模型对象的外形结构面划分成几何平面图形；
[0023]S103、创建每个三维模型顶点之间的索引关系。
[0024]进一步地，步骤S2具体过程为：
[0025]S201、根据每类三维模型对象的显示状态信息创建对应数量的状态内存；
[0026]S202、每类三维模型对象的视角位置信息和每类三维模型对象的缩放比例信息进行合并，根据不同视角不同缩放比例进行合并，并将合并后的数据写入状态内存中；
[0027]S203、等待显示命令的调用。
[0028]进一步地，步骤S3具体包括以下步骤：
[0029]S301、确定调用的视域三维模型对象，并与当前视角位置和缩放比例关联，获得视域内显示的模型对象；
[0030]S302、删除视域以外的其它三维模型对象；
[0031]S303、根据视域内显示的三维模型对象，对状态内存中的视角位置信息和缩放比例信息进行修改，使修改后的视角位置信息和缩放比例信息指向状态内存中对应的位置。
[0032]进一步地，步骤S4具体包括以下步骤：
[0033]S401、计算视域内显示的三维模型对象各顶点边界值与视点的距离，结合修改后的视角位置信息和缩放比例信息；
[0034]S402、根据不同视点距离，不同视角角度和缩放比例不同，选择对应的渲染的网格模型。
[0035]本专利技术相比现有技术，具有如下有益效果：
[0036]合并相同模型的边界顶点、纹理、渲染材质和索引密令，根据模型数据对模型网格进行简化，再将三维模型对象的视角位置信息和缩放比例信息合并，并结合视域删剪技术，能减少渲染批次；利用显卡在设计时减少渲染三维模型对象内部的数据量，能一次渲染大量三维模型对象的外形结构面，渲染效率远高于相同数据的分开多次渲染、需渲染海量立体结构数据的机制，能将渲染次数由立体复查结构骤降为三维模型外形结构面面数，进而降低渲染的难度和数据量。因此在不影响显示效果的前提下，实现渲染效率提升，渲染模型数据降维和数据量的降低。
附图说明
[0037]图1为本专利技术一种基于webgl的三维模型渲染显示系统的流程图；
[0038]图2为本专利技术一种基于webgl的三维模型渲染显示使用方法的流程图。
[0039]图中标记说明：10
‑
数据库，101
‑
数据存储子模块，20
‑
网格模型简化模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于webgl的三维模型渲染显示系统，其特征在于，包括：数据库(10)，用于存储所有三维模型对象的模型数据和用于渲染的网格模型；网格模型简化模块(20)，用于提取所有三维模型对象的三维模型数据，将三维模型数据相同的三维模型对象归类划分，并创建每类三维模型对象的数据内存密令；根据三维模型对象归类划分进行网格模型简化；三维模型对象信息合并模块(30)，用于提取每类三维模型对象的视角位置信息和缩放比例信息并进行合并，创建三维模型对象的显示状态内存密令；三维模型对象选择模块(40)，用于确定视域内显示的三维模型对象，删除视域外的其它三维模型对象；显示状态内存密令触发模块(50)，用于触发三维模型对象的显示状态内存密令，对三维模型对象的视角位置信息和缩放比例信息进行调用；渲染的网格模型模块(60)，用于根据视域内每类三维模型对象各顶点边界值与视点的距离选择待渲染的网格模型。2.根据权利要求1所述的一种倾斜摄影模型实景自动建模用投影系统，其特征在于，所述三维模型对象的模型数据包括模型的边界顶点、纹理和渲染材质。3.根据权利要求2所述的一种倾斜摄影模型实景自动建模用投影系统，其特征在于，所述数据库(10)还包括数据存储子模块(101)，用以存储三维模型对象的数据内存密令和显示状态内存密令，还用于确定调用的视域三维模型对象，并与当前视角位置和缩放比例关联。4.一种基于webgl的三维模型渲染显示使用方法，其特征在于，包括步骤：S1、提取所有三维模型对象的三维模型数据，将三维模型数据相同的三维模型对象归类划分，并创建每类三维模型对象的数据内存密令；根据三维模型对象归类划分进行网格模型简化；S2、提取每类三维模型对象的视角位置信息和缩放比例信息并进行合并，创建三维模型对象的显示状态内存密令；S3、确定视域内显示的三维模型对象，删除视域外的其它三维模型对象，并触发三维模型对象的显示状态内存密令，对三维模型对象的...

【专利技术属性】
技术研发人员：全一明，张雪莹，
申请(专利权)人：深圳星寻科技有限公司，
类型：发明
国别省市：