CN106485772B - 全景切换方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种全景切换方法及***,全景切换方法包括:在视口中淡出当前场景点,并显示对应于所述当前场景点的第一三维模型;根据由所述当前场景点移动至目标场景点的距离淡出所述第一三维模型,并淡入对应于目标场景点的第二三维模型;当移动至所述目标场景点时,显示所述目标场景点,并淡出所述第二三维模型。该方法可以实现3D漫游的动画效果,并且可以有效降低甚至避免全景切换时画面失真现象,提升显示效果。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域,特别涉及一种全景切换方法及***。
背景技术
全景,又称为3D实景,是以实景照片,通过特殊的拼合、处理,合成视点图像,让人立于画境之中。其中场景点的切换,一直是全景中的关键功能。相关技术中,实现全景切换的方式包括:方式一、依靠简单的场景点淡入淡出实现场景点切换;方式二、通过盒模型(TIP模型)来实现场景点的切换。
相关技术中的全景切换的方式存在以下问题:
方式一、效果不明显:动画效果不明显,用户对往前移动的感知较少,用户体验度差。
方式二、效果不够逼真:盒模型切换场景点虽然实现了3D漫游的效果,但是视口的边缘仍然会出现拉伸效果,显示失真。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此,本发明的一个目的在于提出一种全景切换方法。该方法可以实现3D漫游的动画效果,并且可以有效降低甚至避免全景切换时画面失真现象,提升显示效果。
本发明的另一个目的在于提出一种基全景切换***。
为达到上述目的,本发明的第一方面的实施例公开了一种全景切换方法,包括以下步骤:在视口中淡出当前场景点,并显示对应于所述当前场景点的第一三维模型;根据由所述当前场景点移动至目标场景点的距离淡出所述第一三维模型,并淡入对应于目标场景点的第二三维模型;当移动至所述目标场景点时,显示所述目标场景点,并淡出所述第二三维模型。
根据本发明实施例的全景切换方法,在全景切换时可以实现3D漫游的动画效果,提升用户体验,并且可以有效降低甚至避免全景切换时画面失真现象,提升显示效果。
另外,根据本发明上述实施例的全景切换方法还可以具有如下附加的技术特征:
进一步地,还包括:根据全景的点云数据创建所述第一三维模型和所述第二三维模型。
进一步地,所述根据全景的点云数据创建所述第一三维模型,包括:根据当前场景点的点云数据创建所述当前场景点的第一点云模型;获取所述第一点云模型中多个顶点的视口坐标;将所述视口坐标转换为UV坐标,以根据所述UV坐标和当前场景点的纹理生成所述第一三维模型;所述根据全景的点云数据创建所述第二三维模型,包括:根据目标场景点的点云数据创建所述目标场景点的第二点云模型;获取所述第二点云模型中多个顶点的视口坐标;将所述视口坐标转换为UV坐标,以根据所述UV坐标和目标场景点的纹理生成所述第二三维模型。
进一步地,在显示所述目标场景点之前,还包括:加载所述目标场景点。
进一步地,所述根据由所述当前场景点移动至目标场景点的距离淡出所述第一三维模型,并淡入对应于目标场景点的第二三维模型时,还包括:根据移动方向在视口中移动所述第一三维模型和所述第二三维模型。
进一步地,在淡出所述第一三维模型和淡入所述第二三维模型时,还包括:对所述第一三维模型和所述第二三维模型进行拼缝处理。
进一步地,在淡出所述第一三维模型和淡入所述第二三维模型时,还包括:对所述第一三维模型和所述第二三维模型进行滤波。
本发明的第二方面的实施例公开了一种全景切换***,包括:显示模块;处理模块,用于在显示模块中淡出当前场景点,并控制所述显示模块显示对应于所述当前场景点的第一三维模型,并根据由所述当前场景点移动至目标场景点的距离从所述显示模块中淡出所述第一三维模型,并将对应于目标场景点的第二三维模型淡入所述显示模块,以及当移动至所述目标场景点时,控制所述显示模块显示所述目标场景点,并将所述第二三维模型淡出所述显示模块。
根据本发明实施例的全景切换***,在全景切换时可以实现3D漫游的动画效果,提升用户体验,并且可以有效降低甚至避免全景切换时画面失真现象,提升显示效果。
另外,根据本发明上述实施例的全景切换***还可以具有如下附加的技术特征:
进一步地,还包括:创建模块,用于根据全景的点云数据创建所述第一三维模型和所述第二三维模型。
进一步地,所述创建模块用于根据当前场景点的点云数据创建所述当前场景点的第一点云模型,并获取所述第一点云模型中多个顶点的视口坐标,以及将所述视口坐标转换为UV坐标,以根据所述UV坐标和当前场景点的纹理生成所述第一三维模型;所述创建模块还用于根据目标场景点的点云数据创建所述目标场景点的第二点云模型,并获取所述第二点云模型中多个顶点的视口坐标,以及将所述视口坐标转换为UV坐标,以根据所述UV坐标和目标场景点的纹理生成所述第二三维模型。
进一步地,所述处理模块还用于在所述显示模块显示所述目标场景点之前,加载所述目标场景点。
进一步地,所述处理模块在根据由所述当前场景点移动至目标场景点的距离从所述显示模块中淡出所述第一三维模型,并将对应于目标场景点的第二三维模型淡入所述显示模块时,还用于根据移动方向在视口中移动所述第一三维模型和所述第二三维模型。
进一步地,所述处理模块在淡出所述第一三维模型和淡入所述第二三维模型时,还用于对所述第一三维模型和所述第二三维模型进行拼缝处理。
进一步地,所述处理模块在淡出所述第一三维模型和淡入所述第二三维模型时,还用于对所述第一三维模型和所述第二三维模型进行滤波。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明所述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明一个实施例的全景切换方法的流程图;
图2是根据本发明一个实施例的全景切换方法的示意图;
图3是根据本发明一个实施例的全景切换方法的坐标转换的示意图;以及
图4是根据本发明一个实施例的全景切换***的结构框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。
以下结合附图描述根据本发明实施例的全景切换方法及***。
在描述根据本发明实施例的全景切换方法及***之前,首先对本发明实施例中出现的术语进行解释。
全景,又称为3D实景,是以实景照片,通过特殊的拼合、处理,合成视点图像,犹如让人立于画境之中。
点云数据,是很多深度面的数据结构。全景图片的每个像素,对于一个深度面。深度面是用一个法向量来描述方向、与相机的距离来描述位置的平面。
当前场景点,指视口中当前显示的全景的某个视角的图像。
目标场景点,指视口中将要切换的某个视角的图像。
第一三维模型,指当前场景点的三维模型,其中,第一三维模型在投影后屏幕的显示和当前场景点在屏幕上的显示需保持一样。
第二三维模型,指目标场景点的三维模型。其中,第二三维模型在投影后屏幕的显示和目标场景点在屏幕上的显示需保持一样。
图1是根据本发明一个实施例的全景切换方法的流程图。
其中,场景点的切换是全景中的关键功能,因此如何进行场景切换尤为重要。本发明的全景切换方法是借助点云数据在二维图像中对真实世界创建简单的三维建模,并应用到场景切换过程中。具体地,如图1所示,根据本发明一个实施例的全景切换方法,包括如下步骤:
S101:在视口中淡出当前场景点,并显示对应于当前场景点的第一三维模型。
S102:根据由当前场景点移动至目标场景点的距离淡出第一三维模型,并淡入对应于目标场景点的第二三维模型。
S103:当移动至目标场景点时,显示目标场景点,并淡出第二三维模型。
作为一个具体的示例,如图2所示,可以通过无缝切换模型、当前场景点的第一三维模型(图2中的当前点的点云模型,当前点为当前场景点)和目标场景点的第二三维模型(图2中的目标点的点云模型,目标点为目标场景点)移动的方式来展现场景点的切换。具体包括:
1、显示点云模型。
由于第一三维模型和第二三维模型保证了模型投影后屏幕的显示和相应的场景点在屏幕上显示是一样的,因此可以只显示三维模型,或者通过场景点淡出后显示三维模型,或者三维模型淡入后隐藏场景点的方式来展现出三维模型。
2、点云模型移动。
即:根据由当前场景点移动至目标场景点的距离淡出第一三维模型,并淡入对应于目标场景点的第二三维模型时,包括:根据移动方向在视口中移动所述第一三维模型和所述第二三维模型。
例如:当前场景点的点云模型通过帧动画朝相机后移动。目标场景点的点云模型通过帧动画朝相机移动。
3、点云模型切换。
以移动的距离(或者离目标点的距离)为参考,来淡出当前场景点的点云模型(即:第一三维模型),并淡入目标场景点的点云模型(即:第二三维模型)。
4、场景点模型切换。
为了保证切换效果,在本发明的一个实施例中,需要首先加载目标场景点,并在点云模型(即:第二三维模型)下面显示出来,然后让点云模型(即:第二三维模型)淡出,从而完成全景切换。
由于第一三维模型和第二三维模型表达的两个场景点,因此,差别很大,此时,为了减少差异,本发明实施例的方法还包括:在淡出第一三维模型和淡入第二三维模型时,对第一三维模型和所述第二三维模型进行拼缝处理。具体地,由于两个点云模型(即:第一三维模型和第二三维模型)表达的是两个有区别的真实世界,因此,差别可能很大,使用拼缝处理可以有效降低两个点云模型与真实世界的差异。
另外,为了降低点云模型的显示与真实世界的差别,本发明实施例的方法还包括:在淡出第一三维模型和淡入第二三维模型时,对第一三维模型和第二三维模型进行滤波。具体地,由于第一三维模型和第二三维模型通常使用的是抽样建模,所以模型的精度较低,模型与真实世界会有差别,所以使用锐度滤波器进行模糊处理,从而有效降低两个点云模型与真实世界的差异。
结合图2所示,本发明实施例的全景切换方法,还包括:根据全景的点云数据创建第一三维模型和第二三维模型。具体地,根据全景的点云数据创建所述第一三维模型,包括:
1、根据当前场景点的点云数据创建当前场景点的第一点云模型。
2、获取第一点云模型中多个顶点的视口坐标。
3、将视口坐标转换为UV坐标,以根据UV坐标和当前场景点的纹理生成第一三维模型。
更为具体地,如图3所示,创建当前场景点的点云模型主要是通过点云数据创建点云模型,并以当前屏幕快照为纹理,生成当前场景点视口内的真实世界的简单3D建模(即:第一三维模型)。例如:
1、点云抽样。
为了保证模型投影后屏幕显示和场景点在屏幕上显示的一样,需要以视口的当前快照作为模型纹理(即:当前场景点的纹理)。所以以当前的视口为基础进行抽样,以获取点云模型的顶点信息。例如,横向以m等分、纵向以n等分来抽象当前视口的真实世界,计算出(m+1)*(n+1)个模型顶点。
2、顶点转换。
抽样出来的顶点是视口坐标,只能得到世界坐标系中的一个方向,还不能计算出真实世界中的位置。所以借助点云数据来计算世界坐标。计算方法如表1所示:
表1
球心O
探面上的一个点P
球心到探面的垂点N
depth=OP
d=ON
depth=d/cos(θ)
a·b=|a||b|cosθ
推导出最终公式是
depth=d/(pnx*nx+pny*ny+pnz*nz)
3、纹理贴图。
根据点云模型顶点的屏幕坐标,可以计算出对应的UV坐标,纹理为视口的当前快照,便可以实现纹理贴图,至此,第一三维模型创建完成。
另外,根据全景的点云数据创建第二三维模型,包括:
1、根据目标场景点的点云数据创建所述目标场景点的第二点云模型;
2、获取所述第二点云模型中多个顶点的视口坐标;
3、将所述视口坐标转换为UV坐标,以根据所述UV坐标和目标场景点的纹理生成所述第二三维模型。
需要说明的是,为了使效果更真实,当前真实世界模型往后移动,同时也需要目标点的真实世界模型往当前的位置移动。所以在动画开始时就需要用与创建当前场景点的点云模型相似的方法,创建目标场景点的点云模型。即:以创建第一三维模型的方式创建目标场景点的第二三维模型。为了减少冗余,此处不做赘述。
根据本发明实施例的全景切换方法,在全景切换时可以实现3D漫游的动画效果,提升用户体验,并且可以有效降低甚至避免全景切换时画面失真现象,提升显示效果。
图4是根据本发明一个实施例的全景切换***的结构框图,如图4所示,根据本发明一个实施例的全景切换***400,包括:显示模块410和处理模块420。
其中,处理模块420用于在显示模块410中淡出当前场景点,并控制显示模块410显示对应于当前场景点的第一三维模型,并根据由当前场景点移动至目标场景点的距离从显示模块410中淡出第一三维模型,并将对应于目标场景点的第二三维模型淡入显示模块410,以及当移动至目标场景点时,控制显示模块410显示目标场景点,并将第二三维模型淡出显示模块410。
在本发明的一个实施例中,全景切换***400,还包括:创建模块(图4中没有示出),创建模块用于根据全景的点云数据创建第一三维模型和所述第二三维模型。
进一步地,创建模块用于根据当前场景点的点云数据创建当前场景点的第一点云模型,并获取第一点云模型中多个顶点的视口坐标,以及将视口坐标转换为UV坐标,以根据UV坐标和当前场景点的纹理生成所述第一三维模型;创建模块还用于根据目标场景点的点云数据创建目标场景点的第二点云模型,并获取第二点云模型中多个顶点的视口坐标,以及将视口坐标转换为UV坐标,以根据UV坐标和目标场景点的纹理生成第二三维模型。
在本发明的一个实施例中,处理模块420还用于在显示模块410显示目标场景点之前,加载目标场景点。
在本发明的一个实施例中,处理模块420在根据由当前场景点移动至目标场景点的距离从显示模块410中淡出第一三维模型,并将对应于目标场景点的第二三维模型淡入显示模块410时,还用于根据移动方向在视口中移动第一三维模型和第二三维模型。
在本发明的一个实施例中,处理模块420在淡出第一三维模型和淡入第二三维模型时,还用于对第一三维模型和第二三维模型进行拼缝处理。
进一步地,处理模块420在淡出第一三维模型和淡入第二三维模型时,还用于对第一三维模型和所述第二三维模型进行滤波。
根据本发明实施例的全景切换***,在全景切换时可以实现3D漫游的动画效果,提升用户体验,并且可以有效降低甚至避免全景切换时画面失真现象,提升显示效果。
需要说明的是,本发明实施例的全景切换***的具体实现方式与本发明实施例的全景切换方法的具体实现方式类似,具体请参见方法部分的描述,为了减少冗余,此处不做赘述。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用,或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施的方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (14)
1.一种全景切换方法,其特征在于,包括以下步骤:
在视口中淡出当前场景点,并显示对应于所述当前场景点的第一三维模型,其中,所述当前场景点为所述视口中当前显示的全景的某个视角的图像,所述第一三维模型在投影后屏幕的显示和所述当前场景点在屏幕上的显示需保持一样;
根据由所述当前场景点移动至目标场景点的距离淡出所述第一三维模型,并淡入对应于目标场景点的第二三维模型,其中,所述目标场景点为所述视口中将要切换的某个视角的图像,所述第二三维模型在投影后屏幕的显示和目标场景点在屏幕上的显示需保持一样;
当移动至所述目标场景点时,显示所述目标场景点,并淡出所述第二三维模型。
2.根据权利要求1所述的全景切换方法,其特征在于,还包括:
根据全景的点云数据创建所述第一三维模型和所述第二三维模型。
3.根据权利要求2所述的全景切换方法,其特征在于,
所述根据全景的点云数据创建所述第一三维模型,包括:
根据当前场景点的点云数据创建所述当前场景点的第一点云模型;
获取所述第一点云模型中多个顶点的视口坐标;
将所述视口坐标转换为UV坐标,以根据所述UV坐标和当前场景点的纹理生成所述第一三维模型;
所述根据全景的点云数据创建所述第二三维模型,包括:
根据目标场景点的点云数据创建所述目标场景点的第二点云模型;
获取所述第二点云模型中多个顶点的视口坐标;
将所述视口坐标转换为UV坐标,以根据所述UV坐标和目标场景点的纹理生成所述第二三维模型。
4.根据权利要求1所述的全景切换方法,其特征在于,在显示所述目标场景点之前,还包括:加载所述目标场景点。
5.根据权利要求1所述的全景切换方法,其特征在于,所述根据由所述当前场景点移动至目标场景点的距离淡出所述第一三维模型,并淡入对应于目标场景点的第二三维模型时,还包括:
根据移动方向在视口中移动所述第一三维模型和所述第二三维模型。
6.根据权利要求1所述的全景切换方法,其特征在于,在淡出所述第一三维模型和淡入所述第二三维模型时,还包括:
对所述第一三维模型和所述第二三维模型进行拼缝处理。
7.根据权利要求1所述的全景切换方法,其特征在于,在淡出所述第一三维模型和淡入所述第二三维模型时,还包括:
对所述第一三维模型和所述第二三维模型进行滤波。
8.一种全景切换***,其特征在于,包括:
显示模块;
处理模块,用于在显示模块中淡出当前场景点,并控制所述显示模块显示对应于所述当前场景点的第一三维模型,并根据由所述当前场景点移动至目标场景点的距离从所述显示模块中淡出所述第一三维模型,并将对应于目标场景点的第二三维模型淡入所述显示模块,以及当移动至所述目标场景点时,控制所述显示模块显示所述目标场景点,并将所述第二三维模型淡出所述显示模块,其中,所述当前场景点为视口中当前显示的全景的某个视角的图像,所述第一三维模型在投影后屏幕的显示和所述当前场景点在屏幕上的显示需保持一样;所述目标场景点为视口中将要切换的某个视角的图像,所述第二三维模型在投影后屏幕的显示和目标场景点在屏幕上的显示需保持一样。
9.根据权利要求8所述的全景切换***,其特征在于,还包括:
创建模块,用于根据全景的点云数据创建所述第一三维模型和所述第二三维模型。
10.根据权利要求9所述的全景切换***,其特征在于,
所述创建模块用于根据当前场景点的点云数据创建所述当前场景点的第一点云模型,并获取所述第一点云模型中多个顶点的视口坐标,以及将所述视口坐标转换为UV坐标,以根据所述UV坐标和当前场景点的纹理生成所述第一三维模型;
所述创建模块还用于根据目标场景点的点云数据创建所述目标场景点的第二点云模型,并获取所述第二点云模型中多个顶点的视口坐标,以及将所述视口坐标转换为UV坐标,以根据所述UV坐标和目标场景点的纹理生成所述第二三维模型。
11.根据权利要求8所述的全景切换***,其特征在于,所述处理模块还用于在所述显示模块显示所述目标场景点之前,加载所述目标场景点。
12.根据权利要求8所述的全景切换***,其特征在于,所述处理模块在根据由所述当前场景点移动至目标场景点的距离从所述显示模块中淡出所述第一三维模型,并将对应于目标场景点的第二三维模型淡入所述显示模块时,还用于根据移动方向在视口中移动所述第一三维模型和所述第二三维模型。
13.根据权利要求8所述的全景切换***,其特征在于,所述处理模块在淡出所述第一三维模型和淡入所述第二三维模型时,还用于对所述第一三维模型和所述第二三维模型进行拼缝处理。
14.根据权利要求8所述的全景切换***,其特征在于,所述处理模块在淡出所述第一三维模型和淡入所述第二三维模型时,还用于对所述第一三维模型和所述第二三维模型进行滤波。
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