[发明专利]一种基于形式化的复杂三维场景建模方法

说明书

本发明提供了一种基于形式化的复杂三维场景建模描述方法，属于虚拟现实领域中场景建模技术。本方法包括：基于BNF(巴科斯范式)设计场景建模语法规则，将三维场景按照场景对象、场景对象模板和场景对象模板属性进行抽象；进行建模操作形成抽象建模结果；根据映射规则将抽象建模结果转化为以XML格式为标准的建模结果，以实现目标三维场景抽象建模。本发明所设计的场景建模语法规则更加严谨并且不存在二义性，所使用的三维场景抽象方法具有较强属性描述能力和良好的扩展性，可以应对各种类型的场景对象，能为界面化建模提供良好的支持，完成复杂三维场景抽象建模。

技术领域

本发明属于场景建模和应用软体系结构设计相结合的领域，涉及虚拟现实中的场景建模方法的应用，具体涉及一种基于形式化的复杂三维场景抽象建模方法。

背景技术

随着虚拟现实、计算机网络、软件工程等技术的逐步发展，越来越多的软件选择更加直观、真实、交互友好的三维场景展示方式向用户提供信息，如：网络虚拟祭祀平台、虚拟试衣间平台、虚拟测试平台等。其中，场景建模作为虚拟现实相关应用程序开发中重要的环节，是必须要面对的问题。为了将这些三维场景展示出来，往往需要将目标三维场景信息通过文本的形式保存在文件中，再通过专门的商业引擎工具Unity3D、Unreal等对这些文件加以读取和解析，并最后形成三维场景。目前，随着业务需求的不断复杂化，目标三维场景的结构也变得愈加复杂，尤其体现在场景中对象结构的复杂化。因此要解决复杂三维场景的建模，实际上就是要解决复杂场景中对象的建模，虽然目前已经存在了一些场景建模方法，但它们普遍存在如下问题：①部分建模方法对复杂场景对象的属性和特征描述能力不足，具体表现在数据类型不足、构造新数据类型困难以及对数组、结构体等复杂类型描述困难等方面，因而在面对复杂场景描述时应用较为困难；②部分建模方法业务耦合性强，一方面没有总结出抽象的场景对象描述方法，另一方面经常局限于某一种具体的文本描述规则，因此导致其通用性不足；③大多数建模方法在设计时没有考虑到界面化建模支持，当目标场景的规模非常庞大时，直接人工编辑建模文本会降低工作效率，并提升因人为疏忽导致的文本编辑错误。

在对当前现存的三维场景建模方法进行分析后发现，这些方法普遍难以应对构成粒度低、属性种类繁杂的复杂3D场景的建模需求，同时存在属性描述能力不足、通用性较差以及界面化建模支持程度低的问题。因此，如何解决复杂三维场景的抽象建模，同时兼具良好的属性描述能力、通用性以及界面化建模支持就成了需要解决的问题。

发明内容

本发明为了克服现有方法存在的缺陷，增强建模方法的描述能力、通用性以及界面化建模支持能力，并完成复杂三维场景抽象建模，提出了一种基于形式化的三维场景建模方法。

本发明提供的基于形式化的复杂三维场景建模方法，包括：

步骤1，将三维场景按照场景对象、场景对象模板和场景对象模板属性进行抽象，基于BNF(巴科斯范式)设计场景建模语法规则；

所述场景对象表示构成三维场景的基本单位，所述场景对象模板是将具有相同特征的场景对象的属性进行提取所形成的一种抽象属性集合。

步骤2，将场景建模语法规则文件与场景资源文件导入建模环境，并通过建模环境提供的操作对目标场景进行建模，形成抽象建模结果；

步骤3，根据映射规则将抽象建模结果转化为以XML格式为标准的建模结果，完成目标三维场景抽象建模描述工作。

本发明的优点与积极效果在于：

(1)本发明借助形式化方法对虚拟三维场景的特征进行抽象分析，并基于BNF提出了了场景建模规则。相较于现有方法中的建模规则，本发明中的规则更加严谨并且不存在二义性，提升了建模方法的通用性的同时还能为界面化建模提供良好的支持；