[发明专利]一种基于动态深度层次结构的三维模型交互方法

摘要

本发明公开了一种基于动态深度层次结构的三维模型交互方法，该方法在视角变换后，重建深度层次结构，并根据深度信息找到当前编辑点所在层次，保持当前编辑点的可编辑性；在被遮挡的感兴趣区域被弹出的情况下，视角变换后，在新的深度层次结构中保持对感兴趣区域的跟踪，并将之自动弹出。在静态多层绘制算法中添加视角变换的时候对感兴趣区域跟踪和弹出算法的支持。由在三维模型表面的笔画控制三维模型导航，视角变换方向、速度与笔画保持一致，笔画当前点始终保持可见并固定于视窗中心。本发明解决了现有技术对具有自遮挡的复杂三维模型进行表面属性的方法中，存在的视角切换时候丢失了原来的深度结构层次信息，处理时间过长的不足。

主权项

一种基于动态深度层次结构的三维模型交互方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：视角变换下深度层次一致的交互：在视角变换后重建深度层次结构，并根据深度信息找到当前编辑点所在层次，并保持当前编辑点的可编辑性，即找到编辑点；所述视角指用户观察三维模型的角度；步骤2：感兴趣区域的跟踪与弹出：对编辑点所对应的感兴趣区域进行跟踪并弹出显示，被遮挡的感兴趣区域被弹出，视角变换后，新的深度层次结构能自动保持对感兴趣区域的跟踪并将感兴趣区域自动弹出；所述感兴趣区域是指当前画笔所在的待编辑区域；依据三维模型的层次信息，在每一层上对三维模型的深度图像按照连续的深度值和可见优先级进行分区，可见优先级一致并且深度值保持连续的点集归为同一个区域，不同的区域用区域号IDq标记；若深度值相差超过0.01，则视为深度值不连续；步骤3：画笔导航控制：由在三维模型表面的画笔对三维模型进行导航控制，视角变换方向及速度与画笔的移动方向和速度保持一致，画笔当前点始终保持可见并固定于视窗中心，同时利用画笔对感兴趣区域进行编辑；所述的视角变换下深度层次一致的交互方法，其步骤为：1）初始视角为v0时，当前编辑点在视窗的位置为（x0，y0），查询画笔所在位置所属的三维模型层次IDc，记为IDc（l0），获得当前画笔位置信息记为（x0，y0，l0），利用画笔位置信息查询当前编辑点在三维模型中的深度值z0；2）用户在交互过程中，改变视角为v1，视角变换后的画笔位置为（x1，y1），从当前画笔在三维模型的多个层次上的所对应的多个深度值中，选择深度值与z0的绝对差值最小的深度值所在的层次，记为IDc（l1）；3）以点（x1,y1）对应的点为中心，分别以笔刷大小和2倍笔刷大小为直径，绘制两个屏幕空间圆盘，在两个屏幕空间圆盘上找出所属三维模型层次为IDc（l1）的点构成的顶点集合，分别记为可绘制区域与可跟踪区域；所述的笔刷是指以画笔所在点为圆心、用户设定值为直径的圆形区域，直径即为笔刷大小；所述的感兴趣区域的跟踪与弹出，其步骤为：1)三维模型中可见优先级最高且处于编辑状态的点构成的区域，记为s0；2)区域s0投影到屏幕空间的所有像素集合，记为p0；3)将p0反向投影到视角v0下的三维模型物体空间中，获得的顶点集合记为p0’；4)将p0’投影到v1视角下的屏幕空间，获得的像素集合记为p1；5)遍历p1中所有像素，对每一个像素，查找其所属的区域IDq，同时为该区域票数增加1，每个区域的票数初始值为0；6)所属区域IDq是指按照步骤2中所述的区域号；7)对所有区域的得票数进行排序，得票最高的区域即为新视角下的感兴趣区域s2；8)弹出感兴趣区域s2。