RU2216781C2 - Основанные на изображениях способ представления и визуализации трехмерного объекта и способ представления и визуализации анимированного объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к представлению трехмерных объектов, полученному с использованием фотографий реальных объектов. Его применение при визуализации трехмерного изображения позволяет получить технический результат в виде обеспечения компактности хранения информации об изображении, быстрой визуализации с высоким качеством выходного изображения. Этот результат достигается благодаря тому, что способ включает в себя преобразование исходных данных трехмерного объекта в промежуточное представление, преобразование данных промежуточного представления в представление для визуализации в виде описывающего куба, с каждой гранью которого сопоставлено многослойное изображение с глубиной, и визуализацию полученного представления, при этом определяют видимые грани описывающего куба с учетом положения наблюдателя, для каждой из видимых граней выполняют преобразование многослойного изображения с глубиной в текстуру и видимые грани с текстурой визуализируют. 2 с. и 7 з. п. ф-лы, 9 ил.

Description

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть)е

Claims (9)

1. Способ представления и визуализации трехмерного объекта, включающий преобразование исходных данных трехмерного объекта в промежуточное представление, преобразование данных промежуточного представления в представление для визуализации в виде описывающего куба, с каждой гранью которого сопоставлено многослойное изображение с глубиной, и визуализацию полученного представления, при этом определяют видимые грани описывающего куба с учетом положения наблюдателя, для каждой из видимых граней выполняют преобразование многослойного изображения с глубиной в текстуру и видимые грани с текстурой визуализируют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при преобразовании исходных данных трехмерного объекта в промежуточное представление трехмерную модель помещают в описывающий куб, ортогонально проецируют модель на все грани описывающего куба, в результате чего для каждой грани получают изображение модели с заданным пиксельным разрешением, для каждого пикселя в полученных изображениях вычисляют соответствующее значение глубины, представляющее собой расстояние от точки на поверхности модели до соответствующей грани описывающего куба, в результате чего для каждой грани получают полутоновое изображение, яркость каждой точки которого соответствует глубине в данной точке, запоминают данные полученных 12 изображений в виде 6 пар карт, причем каждая пара карт состоит из цветного изображения и полутонового изображения, соответствующих грани описывающего куба, и из полученных 6 пар карт строят многослойное изображение с глубиной для каждой грани описывающего куба.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при преобразовании исходных данных трехмерного объекта в промежуточное представление получают многослойное изображение с глубиной и формируют из него соответствующие многослойные изображения с глубиной для каждой грани описывающего куба.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что при формировании многослойных изображений с глубиной для каждой грани описывающего куба исключают точки промежуточного изображения, если угол между нормалью в точке и нормалью к грани куба меньше предварительно определенного значения.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что при преобразовании для каждой из видимых граней многослойного изображения с глубиной в текстуру определяют размеры текстуры в зависимости от положения наблюдателя относительно грани, разбивают грань на квадранты осями координат, начало координат которых совпадает с точкой, являющейся ортогональной проекцией точки наблюдения на плоскость грани, для каждого квадранта определяют направление обхода многослойного изображения с глубиной по строкам в направлении упомянутого начала координат и по глубине от наиболее удаленных от плоскости грани точек к наиболее близким, и в процессе обхода изображения для каждой его точки выполняют проверки на попадание точки в результирующую текстуру, при отрицательном результате проверки соответствующую точку изображения пропускают и переходят к следующей точке, а при положительном результате проверки осуществляют функциональное преобразование координат и глубины точки изображения в координаты точки результирующей текстуры, и в точке текстуры с полученными координатами формируют сплат.

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что данные промежуточного представления используют для хранения информации о модели трехмерного объекта.

7. Способ представления и визуализации анимированного трехмерного объекта, включающий преобразование исходных данных трехмерного объекта в промежуточное представление, преобразование данных для кадров промежуточного представления в представление для визуализации в виде описывающего куба, с каждой гранью которого сопоставлено многослойное изображение с глубиной, и визуализацию последовательности полученного представления, при этом для каждого кадра определяют видимые грани описывающего куба с учетом положения наблюдателя, для каждой из видимых граней выполняют преобразование многослойного изображения с глубиной в текстуру, и видимые грани с текстурой визуализируют.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что при преобразовании исходных данных трехмерного объекта в промежуточное представление трехмерную модель помещают в описывающий куб, для каждого кадра анимации ортогонально проецируют модель на все грани описывающего куба, в результате чего для каждой грани получают изображение модели с заданным пиксельным разрешением, для каждого пикселя в полученных изображениях вычисляют соответствующее значение глубины, представляющее собой расстояние от точки на поверхности модели до соответствующей грани описывающего куба, в результате чего для каждой грани получают полутоновое изображение, яркость каждой точки которого соответствует глубине в данной точке, запоминают данные полученных 12 изображений в виде 6 пар карт, причем каждая пара карт состоит из цветного изображения и полутонового изображения, соответствующих грани описывающего куба, и из полученных 6 пар карт строят многослойное изображение с глубиной для каждой грани описывающего куба.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что полученные промежуточные представления в виде шести потоков видеоданных сжимают с использованием формата сжатия группы стандартов MPEG 4, причем для хранения информации о цвете используют цветовые каналы, а для хранения карт глубины используют альфа-канал.

Images