CN105389846A - 一种三维模型的展示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三维模型的展示方法，根据作品模型及其作品参数文件确定展示场景模型的场景展示参数，通过调整作品模型的中心轴转动以及场景模型的场景展示参数，实现作品模型按照终端输入的任意轨迹运动，将作品模型的运动与场景展示参数相匹配，形成展示文件，实现作品模型的三维动态展示。本发明的展示方法可以真实地还原艺术品模型对应的作品实物，并且可根据终端的输入，在任意角度观看时均给出最佳的展示条件。

Description

一种三维模型的展示方法

技术领域

本发明涉及对于包括文物、艺术品以及其他珍贵物件在内的各种作品的三维展示技术，具体涉及一种三维模型的展示方法。

背景技术

目前对于艺术品等模型的三维展示普遍采用Unity3D等3D引擎开发，开发周期长，而且需借助播放器或专用插件，此外，模型的加载时间长，且展示仅限于桌面web端浏览，若需要在手机端浏览，则需要配备单独发布的App，当需要修改或者新增模型时需要对App进行相应的更新。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种三维模型的展示方法，旨在实现三维模型与桌面及移动端的流畅交互。

本发明采用的技术方案具体为：

一种三维模型的展示方法，根据作品模型的作品参数文件确定展示场景模型的场景展示参数，通过调整作品模型的中心轴转动以及展示场景模型的场景展示参数，实现作品模型的任意轨迹运动。

在上述三维模型的展示方法中，具体包括以下步骤：

S10：模型的建立步骤：

建立作品的三维模型，并建立所述三维模型的作品参数文件；以及

建立一个三维坐标系作为展示空间，在所述展示空间内建立展示场景模型，并确定所述展示场景模型的场景展示参数；

S20：第一组展示参数的获取步骤：

初始化所述展示场景模型的展示参数，将作品模型的作品参数文件传送至控制部，控制部根据所述作品参数文件调整初始化的场景展示参数，初始静止状态对应的场景展示参数即为初始状态下的展示文件；

S30：动态展示步骤：

控制部接收到终端输入动作指令后：

通过调整作品模型的中心轴转动以及展示场景模型的场景展示参数，实现输入动作对应的作品模型在空间范围内的运动；以及

根据作品参数文件，生成每个状态对应的场景展示参数；

将每个状态对应的场景展示参数与作品模型的运动相匹配，形成展示文件；

S40：显示步骤：

将步骤S10中的作品参数文件以及步骤S20或者S30中的展示文件相匹配后，传送至显示单元，使作品模型在展示场景模型中三维动态地展示。

在上述三维模型的展示方法中，所述三维模型的参数文件包括作品的材质、轮廓、颜色、反光度和尺寸。

在上述三维模型的展示方法中，所述展示场景模型的场景展示参数包括三维模型的中心点、展示灯光和调整镜头；所述调整镜头用于实现作品模型在空间范围内的运动以及形成场景展示参数。

在上述三维模型的展示方法中，所述展示灯光包括环境光单元和突显光单元，所述凸显光单元包括主灯和若干个辅灯，所述环境光单元和突显光单元的位置相对固定。

在上述三维模型的展示方法中，所述调整镜头用于实现作品模型在空间范围内的运动具体包括：

在作品模型需要缩放的情况下，通过与缩放比例相对的视角动作，实现作品模型的缩小或者放大；

在作品模型需要在平面内平移的情况下，通过与移动方向相对的方向动作，实现作品模型在平面内在的移动；

所述调整镜头用于形成场景展示参数具体为：通过调整镜头，结合展示灯光，生成作品模型在当前轨迹下对应的场景展示参数。

本发明产生的有益效果是：

本发明的展示方法的制作周期短，如在拿到采集处理后的obj模型文件后，30min之内即可完成发布；且展示途径可以兼容PC桌面和移动设备，功能实现的适应性广泛；

由于模型展示是根据艺术品模型的作品参数文件生成场景展示参数；通过模型自身的运动和/或调整镜头视角的变化来实现用户的对于艺术品在各种形式的展示请求(轨迹或者缩放)，模型在任意状态下的场景展示参数结合展示请求形成展示文件，因此在跨平台展示时可以获得一致的展示效果；大大提升了用户体验，尤其适用于接近专家级别的展示场合。

附图说明

当结合附图考虑时，能够更完整更好地理解本发明。此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明一种三维模型的展示方法的流程示意图；

图2为本发明一种三维模型的展示方法的实现原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1所示的一种三维模型的展示方法，主要是根据用户的意志，在桌面或者移动web端对作品模型在空间内进行任意角度的展示，实现对作品本体进行尽可能真实的还原。本实施中，以三维艺术品作为作品本体，说明展示方法的实现过程：

首先，建立一个三维坐标系作为展示空间，在展示空间内建立一个包含下文所述的艺术品模型的中心点、展示灯光和调整镜头等场景展示参数在内的展示场景模型，初始化展示场景模型的场景展示参数，如：将坐标系内XOY面的某个点(x₀，y₀，0)作为需要展示的艺术品模型的中心点，创建调整镜头和展示灯光，其中展示灯光包括环境光、主灯和辅灯，将调整镜头、主灯和辅灯在空间中的坐标位置分别为(x₁₀，y₁₀，z₁₀)、(x₂₀，y₂₀，z₂₀)和(x₃₀，y₃₀，z₃₀)，给定一个调整镜头的初始视角，并将环境光以及主辅灯光的初始亮度设为零，也就是说，相当于一个具有调整镜头和灯光的“黑屋子”；当然也可以根据实际情况选择其他的初始化状态；上述灯光中：

环境光用于将艺术品模型置于一个用户体验良好的亮度环境中，主灯是根据模型的实际情况(如颜色、轮廓、反光度等)，使艺术品模型突显于场景中，辅灯用于对主灯的功能进行补充。

此外，还需要建立需要展示的艺术品的作品参数文件，该参数文件是由与展示相关的参数组成，包括材质、颜色、初始大小位置、灯光照度、反光度、动画等参数，根据作品参数文件设定相应的场景展示参数，展示时，首先，将艺术品模型的作品参数文件传送至控制部，控制部根据作品参数文件调整初始化的场景展示参数，获取艺术品模型在初始静止状态下的场景展示参数，为初始展示文件；其次，当终端的用户通过鼠标或者触摸的方式输入目标运动进行动态展示时，控制部接收到输入动作指令后：一方面通过调整艺术品模型的中心轴转动以及展示场景模型的场景展示参数，实现输入动作对应的艺术品模型在空间范围内的运动；另一方面根据作品参数文件，生成每个状态对应的场景展示参数；并将每个状态对应的场景展示参数与对应的艺术品模型的运动相匹配，形成展示文件；

即：在初始状态下，控制部根据艺术品模型及其作品参数文件生成相应的场景展示参数，将三维模型置于点(x₀，y₀，0)处，并将调整镜头、主灯和辅灯在空间中的坐标位置分别调整为目标展示参数(即相应的场景展示参数)(x₁₁，y₁₁，z₁₁)、(x₂₁，y₂₁，z₂₁)和(x₃₁，y₃₁，z₃₁)；

当终端有动作输入时，控制部一方面计算艺术品模型的运动的实现方式，在每个状态下根据作品参数文件生成相应的场景展示参数，将艺术品模型的运动与当前状态下的艺术品模型对应的场景展示参数相匹配，即生成展示文件；艺术品模型的运动的实现方式具体如下：

1)转动：该种情形下，模型的位置不变，场景展示参数保持不变，控制部根据终端输入的动作对应的转动参数(包括转速、转动角度、转动时间等)，调整模型自身的转动，并根据场景展示参数调整展示灯光的亮度以及调整镜头的视角，使得模型在各个位置均处于最佳的展示场景；

2)平移：该种情形下，模型的位置不变，也不相对于展示空间发生相对运动，控制部根据终端输入的动作，使调整镜头作与目标运动恰好相反的移动，并根据场景展示参数调整展示灯光的亮度以及调整镜头的视角，使得模型在各个位置均处于最佳的展示场景；

3)缩放：

该种情形下，模型的位置不变，也不相对于展示空间发生相对运动，控制部根据终端输入的放大或者缩小，使调整镜头的视角作与目标倍数相同的缩小或者放大，与缩放相适应，控制部还需要调整展示灯光的亮度以及调整镜头的视角，使得模型在缩放过程中均处于最佳的展示场景；

4)空间运动：通过将上述三种运动进行合成，即可根据需求实现任意轨迹的空间运动。

在实际的展示实例中，对于每个三维模型，三维展示的展示灯光的亮度通常是根据三维模型对应的作品本身在展示前就已完成设定，如：对于颜色较亮的作品配比较柔和的展示灯光，颜色较暗作品就配较亮的展示灯光，也可以结合作品的材质以及轮廓或者其他参数文件中的元素而定。而在对其模型进行三维展示的过程中，随着场景展示参数的变化，展示灯光的亮度基本不变，也就是说，在上述艺术品模型的运动的实现方式中，对于“根据场景展示参数调整展示灯光的亮度以及调整镜头的视角”的理解，可以认为是对于特定的作品，随着场景展示参数的变化，对应的展示灯光的亮度为恒定的常数，变化率均为零。

调整镜头的主体可以是虚拟的相机或者摄像机，由于摄像机可以捕捉连续动态的影像，在模型的动态展示中择优选择。

当然，随着三维展示的精细化，以及用户的需求，也可以随着场景展示参数的变化对展示灯光的亮度以及调整镜头的视角进行不同精度的调整。

如图2所示，将渲染器与HTML(如HTML5)里的Canvas标签元素进行绑定，通过requestAnimationFrame方法或者其他动画实现方式通过刷新屏幕显示，将调整镜头中的模型景像实时渲染到Canvas，用户既可以在PC桌面、或者移动设备的显示端实现模型的展示。

交互单元的具体实现方法为：通过侦听的鼠标事件或者移动设备触摸事件，实现模型展示在桌面或者移动端的平滑流畅的浏览。

本发明的三维展示方法基于HTML5、WebGL技术，实现在无插件桌面和移动web端流畅浏览作品的三维模型，通过引入调整镜头和展示灯光，不仅真实还原模型对应的艺术品实物，而且在保证展示条件最佳的前提下，通过模型的缩放或者当模型运动至任意角度时均可实现流畅观看。

以上结合附图对本发明的实施例进行了详细地说明，此处的附图是用来提供对本发明的进一步理解。显然，以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何对本领域的技术人员来说是可轻易想到的、实质上没有脱离本发明的变化或替换，也均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种三维模型的展示方法，其特征在于，根据作品模型及其作品参数文件确定展示场景模型的场景展示参数，通过调整作品模型的中心轴转动以及展示场景模型的场景展示参数，实现作品模型按照终端输入的任意轨迹运动，将作品模型的运动与场景展示参数相匹配，形成展示文件，实现作品模型的三维动态展示。

2.根据权利要求1所述的三维模型的展示方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S10：模型的建立步骤：

建立作品的三维模型，并建立所述三维模型的作品参数文件；以及

建立一个三维坐标系作为展示空间，在所述展示空间内建立展示场景模型，并确定所述展示场景模型的场景展示参数；

S20：第一组展示参数的获取步骤：

初始化所述展示场景模型的展示参数，将作品模型的作品参数文件传送至控制部，控制部根据所述作品参数文件调整初始化的场景展示参数，初始静止状态对应的场景展示参数即为初始状态下的展示文件；

S30：动态展示步骤：

控制部接收到终端输入动作指令后：

通过调整作品模型的中心轴转动以及展示场景模型的场景展示参数，实现输入动作对应的作品模型在空间范围内的运动；以及

根据作品参数文件，生成每个状态对应的场景展示参数；

并将每个状态对应的场景展示参数与作品模型的运动相匹配，形成展示文件；

S40：显示步骤：

将步骤S10中的作品参数文件和步骤S20或者S30中的展示文件相匹配后，传送至显示单元，使作品模型在展示场景模型中三维动态地展示。

3.根据权利要求2所述的三维模型的展示方法，其特征在于，所述三维模型的作品参数文件包括作品的材质、轮廓、颜色、反光度和尺寸。

4.根据权利要求2所述的三维模型的展示方法，其特征在于，所述展示场景模型的场景展示参数包括三维模型的中心点、展示灯光和调整镜头；所述调整镜头用于实现作品模型在空间范围内的运动以及形成场景展示参数。

5.根据权利要求4所述的三维模型的展示方法，其特征在于，所述展示灯光包括环境光单元和突显光单元，所述凸显光单元包括主灯和若干个辅灯，所述环境光单元和突显光单元的位置相对固定。

6.根据权利要求4所述的三维模型的展示方法，其特征在于，所述调整镜头用于实现作品模型在空间范围内的运动具体包括：

在作品模型需要缩放的情况下，通过与缩放比例相对的视角动作，实现作品模型的缩小或者放大；

在作品模型需要在平面内平移的情况下，通过与移动方向相对的方向动作，实现作品模型在平面内在的移动；

所述调整镜头用于形成场景展示参数具体为：通过调整镜头，结合展示灯光，生成作品模型在当前轨迹下对应的场景展示参数。