用于三维场景模型递进传输的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于三维场景模型的递进传输方法，其中所述方法包括：对象级传输策略：根据场景的空间位置关系和对象属性将场景划分成为相互独立的区块；点面级传输策略：对于所述每个区块，采用模型化简对每个区块进行化简，并记录化简过程中删除的点的信息以形成递进网格格式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及数据传输技术，且更具体地，涉及一种采用多层次递进策略在网 络上对大规模三维场景模型进行传输的方法和软件系统。
技术介绍
随着模型获取手段的提高，三维网格模型越来越精细，数据量急剧增大，大规模三 维场景对实时绘制和网络传输都提出了更高的要求。在实时三维场景绘制过程中，为了提 高复杂场景的绘制效率，一般采用多分辨率的方式来表示场景中的模型，传统的多分辨率 方式称为离散细节层次模型(Level-of-Detail，缩写为L0D)，即对同一个模型生成多个不 同层次的细节模型，当需要以不同精度表示三维模型时，可以在所述的多个层次的细节模 型中进行选择。采用这一方法的实质是针对一个三维对象构建多个三维模型，从而大大增 加了场景的数据量。对于网络应用来说，这种方式不但不会增加绘制效率而且会增加网络 负担。而传统的单分辨率模型的网络传输采取“传统的单分辨率模型的网络传输(下载 并显示)模式，即将三维模型的所有相关数据都下载到客户端之后再显示。采用离散细节 模型表示的场景，需要单独传输每一个细节层次的单分辨率模型，在现有较低网络带宽的 情况下，传输的延迟必然造成用户响应延迟，导致实时效率降低并真实感体验程度。针对这一问题，在现有技术中已经提出了递进网格(Progressive Mesh)技术，这 一技术提出首先，采用模型化简的方法对精细模型进行化简，生成一个简单粗糙的三维模 型，并保存化简过程中所删除的几何信息；而在绘制过程中，首先绘制上述经简化的粗糙网 格模型，然后依次读取化简过程中所删除的几何信息，进而得到最终的模型。这种方式对于大规模模型的递进网络传输尤为有用。它提供了一种高精细粒度的 优化方法，在从粗糙网格生成精细网格的过程中，每次只增加一个顶点。因而在当前的网络 传输条件下，使用这一方法可以较好地解决传统的“下载并显示”方法中存在的模型传输延 迟问题。然而，在视点相关的大规模场景绘制和传输过程中，这种优化粒度过细。这是因为 这种方法在最终生成精细网格的过程中，每次只增加一个顶点，因而这种高精细度优化方 法相对于用户对于模型精细程度的感知度来说过于细致，即，普通用户很难感觉到当前模 型与增加一个顶点后的模型的差异；同时，用户期望在生成最终模型的生成时间以及递进 生成的精细粒度之间存在良好的平衡关系。因而，期望能够在大规模场景绘制和传输过程中，提供一种以递进方式传送大规 模模型的方法和设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种以递进方式传送大规模模型的方法和设备。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于三维场景模型的递进传输方法，其中所述方法包括-对象级传输策略根据场景的空间位置关系和对象属性将场景划分成为相互独 立的区块；-点面级传输策略对于所述每个区块，采用模型化简对每个区块进行化简，并记 录化简过程中删除的点的信息以形成递进网格格式。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于三维场景模型的递进传输装置，其中所 述装置包括-对象级划分器，用于根据场景的空间位置关系和对象属性将场景划分成为相互 独立的区块；-点面级简化器，对于所述每个区块，采用模型化简对每个区块进行化简，并记录 化简过程中删除的点的信息以形成递进网格格式。附图说明参考以下结合附图的详细说明，本专利技术的特征、优点以及其他方面将变得更加明 显，在附图中图1示出了根据本专利技术的方法的操作流程图；图2A概要示出了用于实现根据本专利技术的方法的客户端_服务器模式的架构图；图2B详细示出了根据本专利技术的方法的实现框图；图3示出了在客户端处实现的各线程模块之间的交互关系；图4示出了在服务器端实现的插件的设计结构；图5A示出了在传输过程中某时刻时的模型三角网格的图示；以及图5B示出了在传输过程中的最终模型三角网格的图示。具体实施例方式在下文中，将参考附图详细说明根据本专利技术的方法以及装置的实现过程。首先介绍在大规模三维场景的网络传输中的几个基本事实事实之一，在当前的网络条件下，大多数的三维场景模型的传输(例如，三维网络 游戏中的模型传输)都是在常规网络(例如，因特网)中进行的，仅有少数高端应用是基于 专用高速网实现。三维模型传输的主要瓶颈在于网络速度造成的延迟，而传统的单分辨率 传输方法需要将模型的所有数据都下载到客户端后才能进行显示，造成用户需要等待过长 的时间。针对这一现状，本专利技术提出了一种递进传输测量，即首先传输比较粗糙的模型，然 后随着时间的推移，通过后续逐渐传输的细节信息对该粗糙模型进行优化，进而以递进方 式逐渐形成精细的模型。这就能够大大降低用户等待时间，提高实时性。另外，递进网格的优化策略中，针对现有技术每次只更新一个网格顶点的粒度过 细的问题而提出了一种包含对象级策略和点面级测量的递进传输方式。首先，对象级策略 是针对大规模模型显示负担较重的问题，提出将模型按表面空间进行划分；其次点面级策 略是针对每个区块内部的点面数据，即，对于每一个区块分别生成单独的递进网格格式，并 分别传输。4事实之二，当用户在一个较大场景中进行漫游的过程中，在除鸟瞰以外的绝大多 数情况下，其浏览的模型数据可能只是所有数据中的一小部分，因而仅需要对用户视点附 近的区块进行传输，即仅传输当前正处于用户视野范围内的区块、以及将来很可能进入用 户视野范围内的区块的数据。针对这一问题，在传输过程中只需要根据用户当前的视点判断哪些区块正处 于当前的用户视点范围以内，并仅对用户视点范围以内的区块进行传输；而对于用户 不关心的区域信息，不需要进行传输，从而降低网络数据传输量，这是一种需求驱动 (Demand-driven)的传输策略。另外，当网络处于空闲状态时，可以根据用户当前的视点位置和运动情况，判断其 下一步可能需要的数据，并向服务器端发送数据请求，这是一种预请求传输策略。本专利技术的方法的优点在于，不但减少了用户等待时间，而且降低了数据传输量，尤 其是在低速网络环境中，这种优势更加明显。另外在网络传输过程中，采用标准的HTTP服 务器，针对视点相关传输，开发了针对服务器的相关插件，使得客户端和服务器之间可以实 现高效的网络传输。在下文中将详细说明本专利技术传输方法，其包括两个层次第一层次是对象级，对于一个较大规模的三维场景，首先根据空间和物体对象属 性将场景划分成块，块与块之间的划分考虑到场景中物体本身的属性，在保持物体本身完 整的前提下进行划分，之后对每一块进行编号，并定义其空间坐标位置，以及记录与绘制相 关的信息，如纹理信息等，这些信息采用配置文件的形式保存；第二个层次是点面级，针对每一个块，我们采用模型化简策略对其进行化简，在化 简过程中，为了避免块与块之间产生漏洞，我们需要保持块边界顶点的完整性，之后将其转 换为递进网格格式编码。本专利技术相关软件系统包括两部分其一是客户端，我们基于ATL技术开发了针对 IE浏览器的ActiveX插件，该客户端软件支持多层次数据异步下载绘制策略、有效的资源 管理、高效的场景管理、碰撞检测及响应、鼠标拾取以及多通道渲染技术；其二是服务器端 软件，开发了针对HTTP服务器的ISAPI插件，支持基于状态的多层次传输策略。在实际传 输过程中，首先将场景配置文件传输到客户端，然后根据配置文件的空间信息以及当前用 户的视点信息向客户端发送请求，将最粗糙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于三维场景模型的递进传输方法，其中所述方法包括：－对象级传输策略：根据场景的空间位置关系和对象属性将场景划分成为相互独立的区块；－点面级传输策略：对于所述每个区块，采用模型化简对每个区块进行化简，并记录化简过程中删除的点的信息以形成递进网格格式。

【技术特征摘要】
一种用于三维场景模型的递进传输方法，其中所述方法包括-对象级传输策略根据场景的空间位置关系和对象属性将场景划分成为相互独立的区块；-点面级传输策略对于所述每个区块，采用模型化简对每个区块进行化简，并记录化简过程中删除的点的信息以形成递进网格格式。2.根据权利要求1中所述的方法，其中在所述对象级传输策略中，以区块作为基本传 输单位。3.根据权利要求1中所述的方法，其中在所述点面级传输策略中，以递进方式传输所 述每个区块中的点面信息。4.根据权利要求1中所述的方法，其中在所述模型化简过程中，保持每个区块的边界 顶点不变，以防止形成空洞。5.根据权利要求1-4中所述的方法，进一步包括_按需传输策略传输过程中只传输用户视域范围内的块区块和/或相关的点面信息。6.根据权利要求5中所述的方法，所述按需传输策略进一步包括当用户视点变动之后，需要根据新的当前视点信息获取相应的区块和/或点面数据信 息进行传输；无须更新视域之外的区块和/或相关的点面信息。7.根据权利要求1-4中所述的方法，进一步包括_预取传输策略当网络处于空...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕伟伟，王秀玲，
申请(专利权)人：吕伟伟，王秀玲，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]