[发明专利]用于基于体素的三维建模的系统、方法和设备

说明书

用于实现体素3D建模技术客户端服务器系统的系统和方法，例如使用网络浏览器作为主要用户界面。

本申请是为基于PCT国际申请PCT/IB2016/000415的中国国家阶段申请的、申请日为2016年3月14日、申请号为201680026599.3、名称为“用于基于体素的三维建模的系统、方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年3月12日提交的临时专利申请系列No.62/131,974的优先权，该临时专利申请主题的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明针对三维(3D)建模和动画方面的改进。

背景技术

计算能力和图形处理器的兴起创造了能够精巧地制作整个虚拟世界和环境的工具，随着能力的提升和图形软件及其他工具的改进，虚拟世界和环境变得越来越真实。一些行业比如游戏行业已经蓬勃发展，特别是涉及大型多玩家在线角色扮演类游戏(MMORG)的游戏，其中多名玩家与游戏同伴玩家对阵/配合玩游戏。

与处理能力的提升步伐保持一致的是图形工具的复杂程度和与现实的接近程度。使用更高分辨率的显示器，动画能够显得越来越逼真。在目前的多玩家在线游戏比如MMORG中，许多不同的玩家参与共同的场景或冒险，并且共享故事线。预测显示，这些类型的“共享”体验将随着更好的技术——比如本文中所示的那些技术——的产生而进一步提升，以更好地促进体验。

现今的三维或3D建模和动画系统通常依赖于用户首先下载通常包括数十亿字节的数据的客户端文件。此外，如本领域中所理解的，3D建模通常利用3D多边形建模技术来执行，导致对3D建模引擎能够将其图形地解释为形象(visualization，可视化)的表面/网孔(mesh)的定义。

应当理解，成像能力的改进远远不仅仅限于游戏方面，这些相同的原理还能够适于并应用于各种其他应用，比如医学成像、建筑或建筑物建模、部件或设备建模以及更多方面的应用，包括对现实世界场景以及想象的或潜在的场景建模方面的各种现有和潜在的用途。

然而，3D建模中所采用的软件工具的技术复杂性越来越高，造成显著的进入障碍：用户必备的技术技能组合如今必须很高。举例而言，大多数的当前3D模型的创建都采用多边形建模技术，这通常要求3D建模人员在大学级别的针对这种多边形3D建模的课程中有过广泛培训，所述课程包括高等数学、数据结构和图形用户界面的计算建模算法。

因此，需要一种替代性的、更简单的建模方法来鼓励用户不必在技术方面、尤其是在当前所采用的复杂的表面建模技术方面如此训练有素。本发明中所采用的提供更简单的操作范例的一种工具使用体素代替上述的表面建模。

体素是体积像素，其具有各种益处，比如快速并且简单。此外，申请人已经发现，根据本发明教导的采用体素的3D建模通常能够由任何适度懂得计算机操作的个体执行。如所讨论的，体素涉及对体积(而不仅仅是表面)的3D建模，使得技术使用和理解起来更简单，即更容易由民众使用。

然而，体素的利用是有代价的，体素技术的主要缺点是所需的处理器负荷。实际上，随着更多的体素被添加，体素间复杂性急剧提升，并且对每个体素即每个体积组成部分的跟踪迅速地演变成对计算机处理器的显著要求——尤其是随着体素和由其描述的对象的数量的增加。此外，几个或许多个客户端连接到一个服务器的服务器客户端解决方案可能会对服务器及服务器与客户端之间的通信提出显著的容量需求。

此外，需要的是一种改进的技术和系统，其解决在诸如本文中所提出的3D建模的富含体素的环境中与处理器负荷相关联的技术问题。