[发明专利]基于压平多边形的三维场景局部区域动态压平方法及装置

权利要求书

1.一种基于压平多边形的三维场景局部区域动态压平方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在用户坐标系中定义压平多边形确定压平区：根据待压平目标定义压平多边形，使压平多边形紧密贴合待压平目标的压平区；

(2)根据压平多边形创建压平相机，设置观察矩阵、投影矩阵及视口矩阵；

(3)使用压平相机生成压平多边形深度图；

(4)将压平相机的观察矩阵、投影矩阵以及压平多边形深度图传入GPU可编程流水线；

(5)在GPU的顶点着色器中，判断压平多边形与顶点的包含关系，将位于压平多边形里面且高于压平多边形的顶点进行移位压平。

2.根据权利要求1所述的基于压平多边形的三维场景局部区域动态压平方法，其特征在于，所述步骤(2)包括以下步骤：

(21)计算压平多边形包围盒：所述的压平多边形包围盒是包含压平多边形所有顶点的最小轴对齐立方体，其中上底面Z值bTop等于所有顶点Z值的最大值,下底面Z值bBottom等于所有顶点Z值的最小值，修正bTop＝max(bTop,bBottom+f)，其中f为任意大于0的值；

(22)设置压平相机观察矩阵：通过压平多边形包围盒的上下底面中心确定直线L，选择L上任一高于包围盒的空间点，作为观察坐标系原点O，定义观察坐标系的X、Y和Z轴分别与用户坐标系的X、Y和Z轴方向一致，建立观察坐标系，根据观察坐标系设置压平相机观察矩阵；

(23)设置压平相机投影矩阵：将压平多边形包围盒设置为压平相机的观察空间，然后根据正交投影类型和压平相机的观察空间设置压平相机的投影矩阵；

(24)设置压平相机视口矩阵：设置压平相机的视口宽度W和高度H，其中W和H均大于0；根据视口宽度和高度设置压平相机的视口矩阵。

3.根据权利要求1所述的基于压平多边形的三维场景局部区域动态压平方法，其特征在于，所述步骤(3)包括以下步骤：

(31)将压平多边形分解为三角网；

(32)输出压平多边形深度图：关闭颜色缓存，开启深度缓存，将分解得到的三角网输入到GPU中，生成压平多边形深度图。

4.根据权利要求1所述的基于压平多边形的三维场景局部区域动态压平方法，其特征在于，所述步骤(5)包括以下步骤：

(51)在顶点着色器中，根据压平相机的观察矩阵、投影矩阵，将用户坐标系中的顶点坐标V0(x0,y0,z0)变换到压平相机纹理空间，设变换后的坐标为V1(x1,y1,z1)；

(52)若x1和y1都在[0，1]的范围内，用坐标(x1,y1)采样压平多边形深度图，获得深度值z2，如果z21.0，则根据压平相机的观察矩阵、投影矩阵将坐标(x1,y1,z2)逆变换到用户坐标系，得到坐标(x3,y3,z3)：若z3z0，则该顶点需要压平，修改V0的z值为z3；否则，保持VO不变；

(53)用V0参加正常的渲染流程。

5.一种基于压平多边形的三维场景局部区域动态压平装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1-4任一项所述的基于压平多边形的三维场景局部区域动态压平方法。