一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法技术

本发明专利技术提供一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法，包括：获得预设的规则几何体库，规则几何体库中的每个规则几何体均配置有第一网格模型，且各第一网格模型精度满足渲染性能要求；获得待处理几何体的第二网格模型，并基于第二网络模型确定待处理几何体对应的连通域集；基于连通域集将待处理几何体分割成层级数目不少于1的子级几何体；根据预设的匹配误差阈值，通过几何体回归分析从规则几何体库中分别获得目标规则几何体；将各目标规则几何体的第一网络模型赋予各自对应的子级几何体，以得到网格模型；本发明专利技术通过待处理几何体与规则几何体库进行不同层级的匹配获得待处理几何体的网格模型，简化了待处理几何体的网格生成。格生成。格生成。

【技术实现步骤摘要】
一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法


[0001]本申请涉及几何模型渲染
，具体涉及一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，从建筑建模软件导出的或经过二次开发获得的网格模型需要经过大量的计算得出一个网格精细度比较高的、渲染性能较优的网格模型，这导致需要花费大量的算力，对于那些算力比较低的计算设备，需要耗费大量时间。
[0003]因此，有必要设计一种新的几何模型轻量化方法，以克服上述问题。

技术实现思路

[0004]为解决以上问题，本专利技术第一方面提供一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法，包括以下步骤：获得预设的规则几何体库，其中，所述规则几何体库中的每个规则几何体均配置有第一网格模型，且各第一网格模型精度满足渲染性能要求；获得待处理几何体的第二网格模型，并基于第二网络模型确定待处理几何体对应的连通域集；基于所述连通域集将所述待处理几何体分割成层级数目不少于1的子级几何体；根据预设的匹配误差阈值，通过几何体回归分析从所述规则几何体库中分别获得各子级几何体对应的目标规则几何体；将各目标规则几何体的第一网络模型赋予各自对应的子级几何体，以得到待处理几何体的简化网格模型。
[0005]在一些技术方案中，当待处理几何体包含圆柱、圆锥或圆台曲面结构时，所述待处理几何体的几何体回归分析进一步包括以下步骤：对待处理几何体的顶点坐标进行主成分分析，确定曲面结构网格模型的第一主方向；如果所述主方向显著，则以所述主方向为轴；如果所述主方向不显著，则以空间各坐标轴方向为主方向分别进行尝试；确定所述主方向后，通过顶点法向分布，计算几何体所述主方向的两端半径；确定所述两端半径的参数后，即可构建圆柱、圆锥或圆台几何体网格模型。
[0006]在一些技术方案中，所述连通域集通过以下方法生成：对所述第二网格模型进行顶点去重；通过搜索算法在所述第二网格模型上生成第一连通域；如果所述第二网格模型除所述顶点以外的剩余其他节点未纳入到所述第一连通域当中，则选择剩余节点中的一个作为起始点，通过搜索算法生成第二连通域；重复上述步骤，直到所有节点都被纳入到的某一个连通域中，获得所述连通域集。
[0007]在一些技术方案中，所述匹配误差阈值包括以下至少一种阈值：整体尺度阈值，单点误差阈值和整体误差阈值。
[0008]在一些技术方案中，进一步包括以下步骤：当所述连通域集中存在未匹配到规则几何体库的目标连通域时，则对所述目标连通域对应的网络模型的边进行合并；基于边合并对目标连通域对应的网络模型的整体误差阈值条件，通过元启发式最优化算法对第二网格模型的剩余顶点位置进行调整，以得到简化后的网络模型。
[0009]在一些技术方案中，进一步包括以下步骤：获得空间树结构，将已得到简化网格模型的待处理几何体的所有参数信息加入到所述空间树结构的空间树根节点，计算所述空间树根节点的包围盒；以所述包围盒空间跨度最长的坐标轴方向为分割方向，以所述包围盒中心为分割点，将所述包围盒分割为两个部分，生成两个子包围盒，及与所述子包围盒对应的空间树子节点；判断所述空间树根节点内的所有子级几何体是否被两个子包围盒完全包含，如果被完全包含，则该子级几何体被划分到所述子包围盒对应的子节点，如果未被完全包含，则保留在根节点；对所得到的子节点重复上述过程，直到新生成的子节点中不再包含任何子级几何体，则停止继续分割。
[0010]在一些技术方案中，进一步包括以下步骤：将已得到简化网格模型的待处理几何体信息导出为二进制文件。
[0011]在一些技术方案中，所述二进制文件通过以下步骤写入信息：向所述二进制文件中写入用于识别文件格式及版本的文件头信息，生成第一二进制文件；向所述二进制文件中写入已得到简化网格模型的待处理几何体网格模型，生成第二二进制文件；对所述第二二进制文件依次写入以下信息：顶点坐标、顶点索引、纹理坐标、材质ID、纹理ID、及已得到简化网格模型的待处理几何体整体的材质和纹理信息；将所述空间树结构以深度优先遍历的顺序写入到文件中。
[0012]本专利技术第二方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述任意一项所述的一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法中的步骤。
[0013]本专利技术第三方面提供一种终端设备，包括：处理器和存储器；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；所述处理器执行所述计算机可读程序时实现上述任意一项所述的一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法中的步骤。
[0014]综合以上，与现有技术相比，本专利技术有以下效果：当待处理几何体需要生成网格模型时，本专利技术将待处理几何体及其子级几何体与规则几何体库中的规则几何体进行匹配，并根据预设的匹配误差阈值经过几何体回归分析从规则几何体库中得到与待处理几何体及其子级几何体匹配的网格模型，从而简化了待处理几何体的全部或部分构件的网格模型生成，减少了网格模型生成所需的算力消耗。
附图说明
[0015]图1是本专利技术实施例一提供的一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例一提供的连通域集生成方法的流程示意图；图3是本专利技术实施例二提供的当待处理几何体中包含曲面结构时的几何体回归分析流程示意图；图4是本专利技术实施例三提供的空间树索引生成流程示意图;图5是本专利技术实施例四提供的二进制文件生成的流程示意图；图6为本专利技术实施例五提供的本专利技术提供的终端设备结构原理图；图7为本专利技术全部实施例提供的整体流程示意图。
具体实施方式
[0016]为了使本专利技术的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0017]为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本专利技术进行进一步详细描述。
[0018]实施例一现有技术中，从建筑建模软件导出的或经过二次开发获得的网格模型需要经过大量的计算得出一个网格精细度比较高的、渲染性能较优的网格模型，这导致需要花费大量的算力，对于那些算力比较低的计算设备，需要耗费大量时间。
[0019]具体的，为了对几何模型进行渲染，几何模型需要生成网格模型，大部分流行的几何图形设计软件，如Autodesk Revit、Bentley MicroStation、Dassault Catia等，提供了完备的二次开发方案，通过二次开发接口，可以读取参数模型对象，或直接导出网格模型。但这些设计软件导出的网格模型有的时候不能满足实际工作中所需要的渲染要求，而这些通过现成软件生成网格模型的过程用户无法控制太多，再或者需要用户进行二次开发才能生成合适的网格模型，二次开发的网格模型质量、特性可能并非面向渲染性能优化，比如有的只是面向有限元分析仿真计算精度。
[0020]网格模型简化是提升渲染性能的直接手段；网格模型简化算法性能与网格规模密切相关。尤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法，其特征在于，包括以下步骤：获得预设的规则几何体库，其中，所述规则几何体库中的每个规则几何体均配置有第一网格模型，且各第一网格模型精度满足渲染性能要求；获得待处理几何体的第二网格模型，并基于第二网络模型确定待处理几何体对应的连通域集；基于所述连通域集将所述待处理几何体分割成层级数目不少于1的子级几何体；根据预设的匹配误差阈值，通过几何体回归分析从所述规则几何体库中分别获得各子级几何体对应的目标规则几何体；将各目标规则几何体的第一网络模型赋予各自对应的子级几何体，以得到待处理几何体的简化网格模型。2.如权利要求1所述的一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法，其特征在于，当待处理几何体包含圆柱、圆锥或圆台曲面结构时，所述待处理几何体的几何体回归分析进一步包括以下步骤：对待处理几何体的顶点坐标进行主成分分析，确定曲面结构网格模型的第一主方向；如果所述主方向显著，则以所述主方向为轴；如果所述主方向不显著，则以空间各坐标轴方向为主方向分别进行尝试；确定所述主方向后，通过顶点法向分布，计算几何体所述主方向的两端半径；确定所述两端半径的参数后，即可构建圆柱、圆锥或圆台几何体网格模型。3.如权利要求1所述的一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法，其特征在于，所述连通域集通过以下方法生成：对所述第二网格模型进行顶点去重；通过搜索算法在所述第二网格模型上生成第一连通域；如果所述第二网格模型除所述顶点以外的剩余其他节点未纳入到所述第一连通域当中，则选择剩余节点中的一个作为起始点，通过搜索算法生成第二连通域；重复上述步骤，直到所有节点都被纳入到的某一个连通域中，获得所述连通域集。4.如权利要求1所述的一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法，其特征在于，所述匹配误差阈值包括以下至少一种阈值：整体尺度阈值，单点误差阈值和整体误差阈值。5.如权利要求1或4所述的一种面向渲染性能优化的几何模型轻量化方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：当所述连通域集中存在未匹配到规则几何体库的目标连通域时，则对所述目标连通域对应的网络模型的边进行合并；基于边合并对目标连通域对应的网络模型的整体...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓萌，黄鹤，许春懿，刘诗彬，曾逸轩，
申请(专利权)人：数云科际深圳技术有限公司，
类型：发明
国别省市：