CN101310324A - 渲染建筑空间的***和方法 - Google Patents

Abstract

一种渲染三维空间建筑的方法和***，首先渲染各层，然后加入目标，最后加入限制每层的墙。结果，建筑的三维渲染，具有半透明的墙，并且除呈现建筑的总体形状外，还显示建筑内目标的位置。该建筑可被旋转或放大以使空间中各目标的位置清楚。

Description

渲染建筑空间的***和方法

技术领域

本发明涉及三维图像在二维图形显示器上的创立和呈现。特别地，本发明涉及在二维图形显示装置上产生建筑空间的三维渲染图并将其呈现在二维图形显示装置上的***和方法。

背景技术

已知的软件和硬件可用于渲染各种类型的三维图像，包括建筑空间。已知的方法和***有时不能清楚或精确地描述目标在建筑渲染图中的位置。此外，有时当这些目标位于多层上时，目标和目标之间的位置关系也不能清楚地描述。

已知的***包括利用制图硬件来尝试产生精确的三维图像。其它已知的方法设法通过先渲染后面的墙来提高精度。然后画各层内的目标。最后，渲染前面的墙。然而，这种过程可能遭受性能恶化的其它缺陷。

已知的***和方法通常不能同时精确渲染三维结构中的透明度和深度，除非用来创建图像的多边形被从后到前地渲染。然而，在这样的过程中，由于时间和深度的处理要求，对多边形的拣选要么效率差，要么不可行。因而，现有的忽略深度、利用透明度的技术或者忽略透明度、测试深度的技术可能会出现错误。

持续着需求精确渲染多维建筑空间的***和方法。优选地，精确定位各层上的目标又同时精确渲染透明度和深度而不用拣选多边形将成为可能。

附图说明

图1是依照本发明的***的结构图；

图2是依照本发明的方法的流程图；

图3是图2方法中一个步骤的图像；

图4示出了图2方法中的另一个步骤；

图5示出了图2方法中的第三步骤；

图6A、6B示出了如图1的建筑渲染图的不同视图；并且

图7A、7B、7C结合图1的建筑渲染图一起表示紧急事件指示的发展趋势。

具体实施方式

尽管本发明的实施例可有很多不同的形式，其中具体的实施例在附图中示出并且在此详细描述，应理解其为本发明原理的范例，也是实现本发明原理的最好模式，并且不应将本发明限定在所述特殊实施例中。

体现本发明的***和方法采用建筑的半透明表示法，提供三维、多层建筑的渲染图。可描述不同层中或在层面上的目标位置。这些目标包括内墙、烟雾探测器、撤退楼梯、电梯、危险材料、和门，而不限于这些。

此外，依照本发明，建筑表示可渲染成半透光的浅灰色。该优选色可防止渲染墙被污染或包藏透过建筑表示目标的标记。优选地，层面将渲染得比墙更深。这样有特别的优点，即更深色的层将目标可视地固定到特定的层面和空间，以使它们看来不会“漂浮”。

在一个方面中，控制软件可以围绕垂直的轴旋转建筑或目标的显示。连续变化视差可以进一步传递目标在空间中连同深度和距离关系的位置。

在本发明的另一方面中，建筑物的层面从底到顶渲染。优选地，每个层面首先不需深度测试地渲染。然后目标可放置在层面上伴随着深度测试。最后，产生墙面，无需深度测试。

在墙的透明度相对暗淡时，由于其上有目标存在的相同层面上的位于一个目标后面的墙的显示导致的任何不精确性都可能将颜色贡献到目标上。然而，在墙的透明度是暗淡的情况下，这种不精确性基本上无法检测。

在本发明的另外方面中，建筑里各种目标例如环境情况探测器的状态可基本上实时地表现，以供在渲染结构中建立火灾定位、方向和程度等不限之用。各层的第一个响应器的定位同样可基本上实时地显示。

依靠图形界面，使用者可开始或结束正在展现的建筑的旋转，或者从固定的视点沿一条线放大和缩小来更好地理解建筑中各目标和层面之间的关系。

在本发明的又一方面中，多层建筑可被渲染，例如在火灾情形显示中，以供第一响应器用来估计火灾情况的位置和程度。这样的显示还可用来定位可能通往火灾的多层路径以便对其进行抑制，同时还可以定位通往建筑中的个人路径以便帮助他们安全离开房屋。

图1示出遍及建筑B1的多层、为了监控遍及建筑的各种情况而分布的***10。各种情况可包括火、烟、气、HVAC***的操作、照明***、和/或安全***，而不限于这些。

***10可以包含遍及建筑分散的、通常用14表示的多个环境情况探测器，以便监控遍及建筑B1内的各种情况。关于来自探测器14的输出的信号可以耦合到火灾情形控制和显示单元18。单元18可以与遍及建筑B1分散的各种探测器14进行有线或无线通信。

建筑B1里有关情况的信息可呈现一个或多个局部可视显示。这种显示可提供关于多个环境情况探测器14的一个或多个元件14i的状态的信息。

单元18可用控制电路20a实现，控制电路20a可包括一个或多个可编程处理器。可以理解，处理器不需要全部一个相邻着另一个的物理定位。它们可通过一个或多个网络通信。

单元18还可包括由控制电路20a的一个或多个处理器执行的控制软件20b。软件20b与多个环境情况探测器14、以及其它替代装置通过一般由20c-1表示的有线和/或无线媒介实现通信。还可通过有线或无线媒介20c-2提供到其它地点的通信。

单元18还可包括软件20d，随后将更详细地讨论，以呈现建筑B1的一个或多个渲染。渲染可在二维可视显示单元20e上局部呈现，其可被附近的第一响应器观察以便理解建筑B1的布局，包括建筑中的楼梯和电梯的位置、多个探测器14的元件的位置和排列。那些发射警报指示的探测器可被高亮显示。

根据本发明和随后描述的方法，单元18还可包括一个或多个像数据库D1一样的数据库，该数据库可包括关于建筑B1的静态信息和/或建筑B1的层的多层预建渲染。

数据库D2可包括关于建筑B1里的情况的实时动态信息。这些信息可包括对正在指出警报情况的多个探测器14的识别以及进入这种状态的时间、消防员的位置和本领域技术人员所理解的相关信息。

应理解，***10仅是示范性的并且不限于本发明。此外，多个探测器14的类型和性质如本领域技术人员所理解的，包括但不限于那些环境情况探测器的类型，用于监控建筑情况或类似情况。例如，多个探测器14的元件可以是包括运动传感器、位置传感器等以保护建筑B1为目的的安全相关探测器。在这样的实施例中，软件20d可依次显示激活的安全相关警报，这些警报指示建筑中一个或多个个体的移动路径。因此，这些信息还可结合来自多个探测器14的其它元件的信息，其它元件14包括所有类型的火灾探测器、烟雾探测器等类似探测器，而不限于这些。

图2示出将建筑B1渲染为可呈现在显示器20e上的基本透明的图像的过程100，以在紧急事件时供第一响应器使用。过程100可离线实现，以便创建建筑B1的各层渲染，并且在之后存储到本地数据库例如数据库D1以按照需要随后在显示器20e上呈现。可替换地，软件20d可基于存储在数据库D1中的静态建筑信息实现渲染过程。应理解，何时何处创建建筑B1的渲染是没有限制的。

按照过程100，从多层建筑的第一层开始，每次渲染建筑B1的一层。在第一步102中设置层数n为1。

在第二步104中，所述层被渲染。例如，看图3中，在单元(如单元20e)的示意性屏幕52上呈现的层50-1的渲染50。如图2所述，如在步骤104中渲染当前层的静态建筑信息从预存储的数据库D1提供，数据库D1包括详细说明建筑B1必要的静态信息。

在步骤106中，来自数据库D1的静态目标可相对于当前层50-1渲染，如图4所示。目标可包括在给出的层上的静态的或有充分永久性质的结构例如楼梯或电梯50-2，以及环境情况探测器、警报指示器例如音响器、声音输出装置、闸门等类似物50-3，而不限于这些。

可以理解，在步骤106中，静态位置信息可通过数据库D1获得并利用。在渲染要包括实时情况或状态信息时，数据库D2可被访问以获取有关有效警报器、有效输出装置、第一响应器位置(基于无线通信)等类似物不限的信息。这些信息能按照需要以实时或基本上实时的基础提供，直到建立渲染并随后渲染在显示器20e或任何希望的置换位置上。

在步骤108中做出关于是否所有层已被渲染，在该情况下建筑图像完成的判定。在这种情况下，图像能够旋转或者被第一响应器或其它相关部件分析。

在没有完成渲染的情况下，当前层的墙被渲染，步骤110，最好见于图5，墙50-4。墙可以任何顺序渲染。随后，层数增加，步骤112和过程被重复直到碰到屋顶，步骤108。

图6A示出了在显示器如本地显示器20e或置换显示器上的示例性完成的渲染54。如图6A所示，每一层，例如层Fi首先被渲染，然后目标呈现例如电梯、楼梯或类似物Oi，目标如环境情况探测器或输出装置Di以及第一响应器耗损的一种信号源和类似物等被定位并显示在相应的层上。然后，层Fi被在层Fi和相关目标Di、Oi之后渲染的相应的墙Wi限定。

图6B示出了渲染B1-R，与图6A中是相同的建筑渲染，但来自不同的观察角度并且有不同的放大倍率。技术人员将理解，软件20d可旋转各个渲染以及放大其一部分或全部，以便于检查。

可以理解，图6A和6B的显示特别有用并且对观察者很有益，因为各建筑渲染图被渲染好像建筑B1由半透明材料如灰色塑料构成一样。渲染B1-R的构造(其涉及具有半透明墙的建筑B1的三维透视渲染)使得它除了传递建筑的形状外，还可以传递建筑中目标的位置。此外，借助于软件20d使渲染B1-R连同相关目标一起旋转的性能，可清楚阐明目标相对于各层的位置。建筑中的当前走向可相对于层或目标以正确的空间关系显示。

方法100的渲染具有进一步的优点，如图6B所示，各建筑可以半透明浅灰色渲染。这避免了墙体污染或包藏了建筑中的目标表示的问题。此外，所述层可渲染得比墙体更深。这样的优点是更深色的层将目标可视地固定到垂直空间中的特定层，与呈现“漂浮”的图像相反。

按照方法100，渲染错误将减少。在墙***于同一层的目标背后时可能产生最小的不精确性。在这种情况下，目标将趋向将其颜色贡献到目标上。利用微弱的墙体图像，该影响可被降到最小。

图7A、7B和7C一起表示基于静态建筑信息、数据库D1、以及来自关于指示警报情况的多个探测器14的元件的反馈的结合实时或基本上实时的示意性发展过程。如图7A所示，探测器Di、Di-1显示警报情况，并将以有效或警报的状态呈现在显示器20e上。

在及时随后显示的图7B中，该相同的探测器继续处于警报状态，并且探测器Di-2和Di-3现在开始显示警报状态。最后，在图7C中，另外的探测器Di-4、Di-5和Di-6显示警报状态并指示关于紧急事件情况发展的明确方向和趋势。可以理解，如上所述，然后利用软件20d旋转渲染B1-R，以提供有效探测器和层Fi上的其它目标之间的关系的更清楚的理解。

从前述中，可以看出，可进行不脱离本发明的精神和范围的多种变化和修改。应当理解，对关于在此说明的具体装置不是限制性或者应该被推断。当然，附加的权利要求将涵盖所有落入权利要求范围内的修改。

Claims (32)

1.一种方法，包括：

获取相对于将要渲染的建筑的层的信息；

响应于获取的信息，建立基本上透明的层；

响应于获取的信息，相对于所述层定位所选的目标。

2.如权利要求1所述的方法，其包括用多面墙包围所述层和目标。

3.如权利要求1所述的方法，其包括建立专门的建筑数据库。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述获取包括访问该专门的建筑数据库。

5.如权利要求3所述的方法，其中所述获取包括为了多层建筑的信息访问该专门的建筑数据库。

6.如权利要求2所述的方法，其包括用墙建立与该基本上透明的层元素相间隔的另一基本上透明的层。

7.如权利要求2所述的方法，其包括建立多个层和墙的组合，用***的墙将每一层与至少一个另外的层相间隔。

8.如权利要求7所述的方法，其包括建立层和墙的组合，用***的墙将至少一些层与相邻的第一和第二层相间隔。

9.如权利要求8所述的方法，其包括提供关于至少一些目标的状态的图形标记。

10.如权利要求8所述的方法，其包括显示安装在各渲染层上的火灾探测器。

11.如权利要求10所述的方法，其包括显示用以识别出有效火灾探测器的标记。

12.如权利要求1所述的方法，其包括提供可表示至少一些目标的状态的动态建筑信息。

13.如权利要求12所述的方法，其包括显示可表示至少一些目标的状态的指示器。

14.如权利要求1所述的方法，其中定位包括显示在层上的环境情况探测器的位置。

15.一种***，包括：

具有建筑特征的第一数据库；

响应于建筑特征，建立建筑的至少一个选择的层的半透明表示的第一软件；

将来自第一数据库的目标定位在该选择的层上的第二软件；和

为该选择的层建立墙体的表示的第三软件。

16.如权利要求15所述的***，其包括具有动态建筑特征的第二数据库。

17.如权利要求16所述的***，其包括将来自第二数据库的状态信息合并到该选择的层的表示的另外软件。

18.如权利要求15所述的***，其包括将所述表示呈现为多维图像的显示装置和其它软件。

19.如权利要求18所述的***，其包括旋转至少所述多维图像的软件。

20.如权利要求18所述的***，其包括响应于环境情况，激活在显示器上呈现的目标的软件。

21.如权利要求20所述的***，其包括相对于激活目标的显示趋势信息。

22.如权利要求18所述的***，其中该软件将所述表示呈现为多层建筑。

23.如权利要求22所述的***，其包括具有动态建筑情况的第二数据库。

24.如权利要求23所述的***，其包括将活动的目标呈现在建筑的各层上。

25.一种***，包括：

多个环境情况探测器；

与探测器通信的控制电路，包括在被至少一些探测器监控的区域里、至少部分地建立警报情况的存在的第一软件；

用于可视地呈现被监控区域的至少一部分的半透明表示的第二软件；

所述呈现具有首先形成的层元素，其次形成的、相对于该层元素定位的目标，以及随后形成的、至少部分限制该层元素的墙元素。

26.如权利要求25所述的***，其中一些目标对应于各个环境情况探测器，该***还包括用以提供指示本地警报情况的探测器状态的可视标记的软件，所述探测器与该层元素的一部分相邻定位。

27.如权利要求25所述的***，其中第二软件可视地呈现多个被后来形成的各墙元素相间隔的层元素。

28.如权利要求27所述的***，其包括用来旋转多个层元素的第三软件，或者，用来放大和缩小多个层元素的至少一部分的第四软件中的至少一个。

29.如权利要求28所述的***，其包括与至少一些探测器相关联的具有可变环境情况的数据库。

30.如权利要求29所述的***，其中至少一些探测器选自下面的组群，所述组群包括：热探测器、气体探测器、烟雾探测器、水流探测器、运动探测器和位置探测器。

31. 如权利要求25所述的***，其中第二软件在呈现预存储形式的表示之前检索所述预存储形式的表示。

32. 如权利要求31所述的***，其包括将状态指示器和至少一些目标相关联的软件。

Images