[发明专利]基于移动设备的三维模型混合渲染系统及其方法

权利要求书

1.基于移动设备的三维模型混合渲染系统，包括服务器和客户端，其特征在于：所述服务器用于从文件中读取三维数据和对数据进行简化计算并将数据传输至所述客户端；所述客户端运行在移动设备上，用于对数据进行重新组织后使用OpenGL ES对三维模型进行渲染和显示；所述客户端和服务器之间采用TCP/IP的方式进行通信，使用字符串流的方式进行过滤传输。

2.根据权利要求1所述的基于移动设备的三维模型混合渲染系统，其特征在于：所述服务器的数据中保留了顶点和面之间的拓扑关系；所述客户端的数据中保留了顶点的必要属性。

3.根据权利要求1所述的基于移动设备的三维模型混合渲染系统，其特征在于：所述服务器和客户端均采用索引数组的方式组织数据。

4.基于移动设备的三维模型混合渲染方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，服务器读取三维模型文件，解析数据并按照一定的格式存储到内存中；

第二步，服务器对三维网格数据进行简化计算，并保存简化后的数据；

第三步，服务器与移动设备上的客户端建立TCP/IP连接，服务器将简化后的数据发送给客户端；

第四步，客户端接收服务器发送来的数据，对数据进行重新组织，使其符合OpenGL ES渲染的要求，然后使用OpenGL ES对三维模型进行渲染和显示。

5.根据权利要求4所述的基于移动设备的三维模型混合渲染方法，其特征在于：所述第一步包括如下步骤：

服务器从硬盘中读取三维obj文件，obj文件存储了模型三角面片的顶点、法线、纹理坐标和材质信息，并采用顶点索引算法将文件中存储的顶点数组组成多边形；

服务器对文件进行解析时首先解析每一行开头的字母，判断该行属于那一类的信息，将顶点和面信息分别存入相应的列表中，其中，面采用顶点索引的方式进行保存，服务器在保存面的时候，还同时完善点和面的其他信息。

6.根据权利要求5所述的基于移动设备的三维模型混合渲染方法，其特征在于：所述其他信息包括相邻的顶点和面的信息，以及面的面积和法向量。

7.根据权利要求4所述的基于移动设备的三维模型混合渲染方法，其特征在于：所述第二步中的简化计算包括如下步骤：

步骤1，读取三维网格中所有的顶点和面，计算其基础二次方矩阵和初始二次误差矩阵并保存在顶点属性中，二次误差矩阵中包括面积因素；

步骤2，计算每条边折叠的估计误差和新顶点的位置，在折叠后新顶点的代价中包含法向量约束，将最小的折叠代价以及对应的新顶点和原顶点的位置存入顶点属性中，并将折叠误差插入优先队列；

步骤3，从优先队列中取出折叠代价最小的一条边，对其进行折叠操作，并更新相关顶点和面；

步骤4，判断是否满足设定的简化条件，若不满足，则返回第三步；若满足，则过程结束。

8.根据权利要求4所述的基于移动设备的三维模型混合渲染方法，其特征在于：所述第三步包括如下步骤：

服务器监听客户端的连接；

客户端请求连接；

连接成功后，服务器开始向客户端采用字符串的方式发送数据，每次发送一行字符，包括该顶点的坐标和法向量，每行字符包括12个浮点数，前9个为同一个面的三个顶点的x、y和z坐标，后三个为这个面的法向量。

9.根据权利要求4所述的基于移动设备的三维模型混合渲染方法，其特征在于：所述第四步包括如下步骤：

客户端收到服务器发来的数据以后，解析后获得顶点、面以及法向量信息，分别存入顶点数组、索引数组和法向量数组中，然后使用OpenGL ES的顶点索引方式对三维数据进行渲染。