[发明专利]一种基于云端渲染的三维效果图高效渲染方法及系统

权利要求书

1.一种基于云端渲染的三维效果图高效渲染系统，其特征在于，所述基于云端渲染的三维效果图高效渲染系统包括：

渲染参数确定模块，与中央控制模块连接，用于通过渲染参数确定程序确定渲染环境以及渲染参数；

数据采集模块，与中央控制模块连接，用于通过数据采集设备采集获取相应的待渲染的三维效果图；

中央控制模块，与渲染参数确定模块、数据采集模块、3D场景还原模块、三维效果图验证模块、三维效果图修正模块、数据处理模块、渲染任务划分模块、指令生成模块、数据上传模块、云端渲染模块、下载模块、融合模块、效果处理模块、更新显示模块连接，用于通过单片机或控制器协调控制所述基于云端渲染的三维效果图高效渲染系统各个模块的正常工作；

3D场景还原模块，与中央控制模块连接，用于通过3D场景还原程序基于待渲染的三维效果图进行3D场景的还原，包括：

(1)基于待渲染的三维效果图获取客观场景的基本信息，通过3D场景构建的方法构建对应场景；

(2)将所述客观场景的场景数据进行预处理，并将所述预处理后的场景数据与所述基本信息进行预处理以及关联性分析，得到分类后的分类数据；

(3)获取所述分类数据对应的场景材料以及交互方式；

(4)将所述分类数据映射到对应场景中，并基于所述场景材料以及所述交互方式将所述客观场景进行3D视觉呈现；

三维效果图验证模块，与中央控制模块连接，用于通过三维效果图验证程序基于还原的3D场景验证待渲染的三维效果图的真实性以及完整性；

三维效果图修正模块，与中央控制模块连接，用于当验证的三维效果图不完整或不真实时，通过三维效果图修正程序进行三维效果图的修正，包括：

(1)采用加速段测试的特征FAST检测方法提取三维效果图特征点，对提取特征点后的图像进行高斯滤波后，计算特征点描述子；

(2)根据特征点描述子对提取到的图像特征点进行坐标归一化处理；

(3)利用径向畸变矫正公式对归一化后的图像特征点坐标进行径向畸变矫正处理；其中，所述的径向畸变矫正公式如下：

u＝x(1+k₁r²+k₂r⁴+k₃r⁶)；

v＝y(1+k₁r²+k₂r⁴+k₃r⁶)；

其中，u表示径向畸变矫正后归一化图像特征点的横向坐标值，x表示径向畸变矫正前归一化图像特征点的横向坐标值；k₁，k₂，k₃分别表示相机标定后的三个径向畸变参数；v表示径向畸变矫正后归一化图像特征点的纵向坐标值，y表示径向畸变矫正前归一化图像特征点的纵向坐标值，r表示径向畸变矫正前归一化图像特征点坐标到图像中心之间的距离；

(4)利用切向畸变矫正公式对径向畸变矫正后图像坐标进行切向畸变矫正处理；其中，所述切向畸变矫正公式如下：

m＝u+2p₁uv+p2(s²+2u²)；

n＝v+p₁(s²+2v²)+2p₂uv；

其中，m表示切向畸变矫正后归一化图像特征点的横向坐标值；p₁，p₂分别表示相机标定后的二个切向畸变参数；n表示切向畸变矫正后归一化图像特征点的纵向坐标值，s表示径向畸变矫正后归一化坐标到图像中心间的距离；

数据处理模块，与中央控制模块连接，用于通过数据处理程序对修正后的待渲染三维效果图进行格式、尺寸处理；

渲染任务划分模块，与中央控制模块连接，用于通过渲染任务划分程序对三维效果图的渲染任务进行划分；

指令生成模块，与中央控制模块连接，用于通过指令生成程序基于划分的渲染任务分别生成控制指令；

数据上传模块，与中央控制模块连接，用于通过数据上传程序将处理后的待渲染的三维效果图、还原的3D场景以及相应的渲染环境、渲染参数以及生成的控制指令上传至云端；

云端渲染模块，与中央控制模块连接，用于通过云端渲染程序基于相应的控制指令以及上传的待渲染的三维效果图、还原的3D场景以及相应的渲染环境、渲染参数分任务进行渲染；

下载模块，与中央控制模块连接，用于通过下载程序将云端渲染结果进行分别的下载；

融合模块，与中央控制模块连接，用于通过融合程序将多个云端渲染结果进行融合，得到融合后的渲染效果图，包括：

(1)获取所有待融合的渲染效果图的图像数据；根据不同分辨率选定不同的阈值n，判断待融合渲染效果图像数量m与n的大小对比，若m小于等于n，转向步骤(2)；若m大于n，转向步骤(3)；

(2)根据图像深度值进行图像融合，比较不同图像相同位置的深度数据，确定所有位置分别相对应的最小深度数据和像素数据，即可得到融合图像的数据；

(3)在GPU中根据图像像素进行并行计算，即每个线程分别对所有子图像中的某一对应像素进行循环比较取值操作，所有线程执行完后可得到融合图像的数据；

效果处理模块，与中央控制模块连接，用于通过处理程序对融合后的渲染效果图进行视角处理，并裁剪；

更新显示模块，与中央控制模块连接，用于利用显示设备对还原的3D场景、原始三维效果图、融合后的渲染效果图、裁剪后的渲染效果图以及视角处理后的渲染效果图进行更新显示。