[发明专利]一种实现三维模型矩阵变换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术行业计算机虚拟现实领域，尤其涉及一种在三维渲染引擎系统底层实现三维模型矩阵变换的方法。

背景技术

随着计算机硬件、三维图形技术、虚拟现实技术的发展，逼真的三维视觉世界正在逐步走入人们的生活，它给人们呈现的梦幻般的境界，正在引起人们的广泛关注，建立三维视图体系并进行推广和发展已经成为当前技术的热门领域。在虚拟现实领域，三维渲染引擎侧重于交互和三维动画的实时性，在三维场景中需要对三维模型进行实时的旋转、平移和缩放的矩阵变换，实时矩阵变换需要占用大量的内存资源，尤其对于场景中有大批三维模型需要进行实时变换时，对于硬件的资源需求将非常巨大，因此，在三维引擎系统底层对于三维模型批量矩阵变换提出好的解决方案就更加重要。

在三维渲染引擎系统中，当对三维场景中的三维模型进行矩阵变换如平移、缩放、旋转时，场景中的三维模型需要实时计算并更新变换后的坐标值，此时引擎底层需要实时进行大量的数学运算。对于简单的三维模型如长方体、圆球之类，实时变换的运算量相对较小，而对于复杂度较高的三维模型比如人物角色，或者对于批量人物角色同时进行矩阵变换，如果三维引擎底层仍然逐点进行实时运算，则对于硬件资源的占用将非常大，甚至可能使系统崩溃。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种在三维渲染引擎系统底层实现三维模型矩阵变换的方法，以使用户能够方便使用，满足用户的功能需求，同时尽量降低软件开发对硬件资源的占用率。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种实现三维模型矩阵变换的方法。该方法包括：步骤A，设置一个对应于该三维场景的场景根节点，多个分别对应于三维场景中多个三维模型的三维模型节点，该多个三维模型节点全部继承自场景根节点，属于场景根节点的子节点；步骤B，将用户选中要编辑的三维模型对应的三维模型节点添加入矩阵变换节点，将矩阵变换节点作为场景根节点的一个子节点，将该三维模型节点作为矩阵变换节点的子节点，矩阵变换节点的坐标中心与三维模型节点的坐标中心重合；步骤C，将用户对三维模型的矩阵变换操作映射于该三维模型对应矩阵变换节点的矩阵变换操作，获得该矩阵变换节点对应的矩阵向量；步骤D，将选定被编辑三维模型上所有坐标点的坐标值与该矩阵向量进行矩阵运算，获得矩阵变换后所述三维模型上所有坐标点的坐标值，从而实现三维模型的矩阵变换。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明三维渲染引擎系统具有下列有益效果：

(1)本发明中，通过矩阵变换节点进行三维模型的矩阵变换简化了三维场景实时计算的运算量，节省硬件资源的占用率；

(2)本发明中，只对矩阵变换节点进行记录操作，使三维渲染引擎底层对于命令操作的记录更加简化。

附图说明

图1为本发明实施例实现三维模型矩阵变换方法中初始状态下场景根节点和三维模型节点关系的示意图；

图2为本发明实施例实现三维模型矩阵变换方法中操作状态下场景根节点和三维模型节点关系的示意图；

图3为本发明实施例实现多个同级三维模型矩阵变换方法中操作状态下场景根节点和三维模型节点关系的示意图；

图4为本发明实施例实现不同级三维模型矩阵变换方法中操作状态下场景根节点和三维模型节点关系的示意图；

图5为在实际场景下，本发明实施例实现不同级三维模型矩阵变换方法中操作状态下场景根节点和三维模型节点关系的示意图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。

在本发明的一个示例性实施例中，提出了一种在三维渲染引擎系统底层实现矩阵变换的方法。在三维场景中具有一个或多个三维模型，用户需要对该三维场景中的其中一个三维模型进行矩阵变换，则本实施例包括：

步骤S102，设置一个对应于该三维场景的场景根节点，多个分别对应于三维场景中多个三维模型的三维模型节点，该多个三维模型节点全部继承自场景根节点，属于场景根节点的子节点；

图1为本发明实施例实现三维模型矩阵变换方法中初始状态下场景根节点和三维模型子节点关系的示意图。如图1所示，此刻的矩阵变换节点则为虚拟存在的，即不会引入场景根节点。