有效
三维模型LOD连续显示方法、装置及电子设备
林浩嘉、贺彪、蒯希、郭仁忠
深圳大学
摘要
本申请提供的一种三维模型LOD连续显示方法、装置及电子设备,通过获取观察对象的视点信息和各个三维模型的模型信息;在确定视点信息发生变化的情况下,基于所述视点信息和所述模型信息从所述三维模型中筛选出目标三维模型,并确定所述目标三维模型的初始LOD模型;基于所述初始LOD模型、所述视点信息和屏幕的屏幕分辨率确定所述初始LOD模型的可视化质量;基于所述初始LOD模型的可视化质量和最小可感像素数确定目标LOD模型;通过所述屏幕输出所述目标LOD模型,能够使得切换LOD模型时显示的连续性,提高显示效果,进而提高用户的使用体验。
1.一种三维模型LOD连续显示方法,其特征在于,包括:获取观察对象的视点信息和各个三维模型的模型信息;在确定视点信息发生变化的情况下,基于所述视点信息和所述模型信息从所述三维模型中筛选出位于视域范围内的目标三维模型,并确定所述目标三维模型的初始层次细节LOD模型;基于初始LOD模型、所述视点信息和屏幕的屏幕分辨率确定所述初始LOD模型的可视化质量,所述基于所述初始LOD模型、所述视点信息和屏幕的屏幕分辨率确定所述初始LOD模型的可视化质量,包括:基于模型视点距离、视点信息中的视场角和所述屏幕分辨率确定所述初始LOD模型在所述屏幕中渲染时的屏幕像素分辨率;基于所述初始LOD模型的节点信息中的几何误差和所述屏幕像素分辨率确定在屏幕空间中的屏幕空间几何误差,并基于所述节点信息中的纹理像素分辨率和所述屏幕像素分辨率确定在屏幕空间中的屏幕空间纹理误差,其中,所述可视化质量包括:所述屏幕空间几何误差和所述屏幕空间纹理误差;基于人眼视觉感知最小分辨角和所述屏幕的单位长度像素数计算人眼视觉感知的最小可感像素数;基于所述初始LOD模型的可视化质量和最小可感像素数确定目标LOD模型;通过所述屏幕输出所述目标LOD模型。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述初始LOD模型的可视化质量和最小可感像素数确定目标LOD模型,包括:在所述屏幕空间几何误差小于或等于所述最小可感像素数、且所述屏幕空间纹理误差小于或等于1的情况下,确定所述初始LOD模型为目标LOD模型;在所述屏幕空间几何误差大于所述最小可感像素数或所述屏幕空间纹理误差大于1的情况下,确定所述初始LOD模型是否存在对应的精细程度大于初始LOD模型的中间LOD模型;在存在中间LOD模型的情况下,依次遍历当前的所述中间LOD模型的可视化质量,并基于当前的所述中间LOD模型的可视化质量和所述最小可感像素数确定目标LOD模型,其中,在当前的所述中间LOD模型的屏幕空间几何误差小于或等于所述最小可感像素数、且当前的所述中间LOD模型的屏幕空间纹理误差小于或等于1的情况下,确定当前的所述中间LOD模型为目标LOD模型,并结束遍历。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:基于所述视点信息、初始LOD模型的节点信息和所述屏幕像素分辨率对所述最小可感像素数进行自适应调整,得到自适应最小可感像素数;基于所述初始LOD模型的可视化质量和最小可感像素数确定目标LOD模型,包括:基于所述初始LOD模型的可视化质量和所述自适应最小可感像素数确定目标LOD模型。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述视点信息、初始LOD模型的节点信息和所述屏幕像素分辨率对所述最小可感像素数进行自适应调整,得到自适应最小可感像素数,包括:基于所述视点信息和所述初始LOD模型的节点信息确定模型视点距离;基于所述模型视点距离、所述视点信息中的视场角和所述屏幕分辨率确定所述初始LOD模型在屏幕中渲染时的屏幕像素分辨率;根据所述初始LOD模型对应的外包围球体、所述屏幕像素分辨率和所述屏幕分辨率计算内容中心度;基于所述初始LOD模型在进行渲染时在所述屏幕中的位置确定所述初始LOD模型的位置中心度;基于所述位置中心度和所述内容中心度确定模型视觉关注度;基于视点在三维空间中的运动速度、所述屏幕像素分辨率和所述屏幕分辨率确定视点相对于所述初始LOD模型的运动速度;基于所述模型视觉关注度、所述视点相对于所述初始LOD模型的运动速度和所述最小可感像素数确定自适应最小可感像素数。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述初始LOD模型的可视化质量和所述自适应最小可感像素数确定目标LOD模型,包括:在所述屏幕空间几何误差小于或等于所述自适应最小可感像素数、且所述屏幕空间纹理误差小于或等于1的情况下,确定所述初始LOD模型为目标LOD模型;在所述屏幕空间几何误差大于所述自适应最小可感像素数或所述屏幕空间纹理误差大于1的情况下,确定所述初始LOD模型是否存在对应的精细程度大于初始LOD模型的中间LOD模型;在存在中间LOD模型的情况下,依次遍历当前的所述中间LOD模型的可视化质量,并基于当前的所述中间LOD模型的可视化质量和所述自适应最小可感像素数确定目标LOD模型,其中,在当前的所述中间LOD模型的屏幕空间几何误差小于或等于所述自适应最小可感像素数、且当前的所述中间LOD模型的屏幕空间纹理误差小于或等于1的情况下,确定当前的所述中间LOD模型为目标LOD模型,并结束遍历。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述视点信息包括:视锥体,所述模型信息包括:外包围球体,所述基于所述视点信息和所述模型信息从所述三维模型中筛选出位于视域范围内的目标三维模型,包括:将所述视锥体与各个三维模型对应的外包围球体进行求交计算,得到计算结果;基于所述计算结果确定各个三维模型是否在视点对应的视域范围内,其中,在所述计算结果表征三维模型对应的外包围球体和所述视锥体相交或三维模型对应的外包围球体被所述视锥体包含的情况下,确定所述三维模型在视域范围内;将在所述视域范围内的三维模型确定为目标三维模型。
7.一种三维模型LOD连续显示装置,其特征在于,包括:获取模块,用于获取观察对象的视点信息和各个三维模型的模型信息;第一确定模块,用于在确定视点信息发生变化的情况下,基于所述视点信息和所述模型信息从所述三维模型中筛选出位于视域范围内的目标三维模型,并确定所述目标三维模型的初始LOD模型;第二确定模块,用于基于所述初始LOD模型、所述视点信息和屏幕的屏幕分辨率确定所述初始LOD模型的可视化质量,所述基于所述初始LOD模型、所述视点信息和屏幕的屏幕分辨率确定所述初始LOD模型的可视化质量,包括:基于模型视点距离、视点信息中的视场角和所述屏幕分辨率确定所述初始LOD模型在所述屏幕中渲染时的屏幕像素分辨率;基于所述初始LOD模型的节点信息中的几何误差和所述屏幕像素分辨率确定在屏幕空间中的屏幕空间几何误差,并基于所述节点信息中的纹理像素分辨率和所述屏幕像素分辨率确定在屏幕空间中的屏幕空间纹理误差,其中,所述可视化质量包括:所述屏幕空间几何误差和所述屏幕空间纹理误差;计算模块,用于基于人眼视觉感知最小分辨角和所述屏幕的单位长度像素数计算人眼视觉感知的最小可感像素数;第三确定模块,用于基于所述初始LOD模型的可视化质量和最小可感像素数确定目标LOD模型;显示模块,用于通过所述屏幕输出所述目标LOD模型。
8.一种电子设备,包括:存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述的方法。




