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基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法

阅读：21发布：2020-05-16

专利汇可以提供基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法。本方法在桌面云中创建n+1个虚拟机，在每个虚拟机中部署操作系统，各个虚拟机之间能通过虚拟化网络进行通信，其中一个虚拟机作为控制协调虚拟机，其他n个虚拟机作为建模与绘制虚拟机；建模协调员通过虚拟桌面使用控制协调虚拟机并与控制协调程序进行交互，模型设计师通过虚拟桌面使用建模与绘制虚拟机并与建模与绘制程序进行交互。本方法可以利用云计算技术实现多人异地协作创建虚拟三维场景模型，从而为把位于不同地方的优秀模型设计师组织起来共同协作完成模型创建提供技术方案。，下面是基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法，其特征在于：在桌面云中创建n+1个虚拟机，在每个虚拟机中部署操作系统，各个虚拟机之间能通过虚拟化网络进行通信，其中一个虚拟机作为控制协调虚拟机，其他n个虚拟机作为建模与绘制虚拟机；在控制协调虚拟机上运行控制协调程序A001，在各个建模与绘制虚拟机上运行建模与绘制程序A002；建模协调员通过虚拟桌面使用控制协调虚拟机并与控制协调程序A001进行交互，模型设计师通过虚拟桌面使用建模与绘制虚拟机并和建模与绘制程序A002进行交互；建模协调员负责指定在一段时间内哪个模型设计师拥有编辑三维场景模型的权限；模型设计师负责编辑三维场景模型；本方法的具体实现步骤如下：
步骤Step101：控制协调程序A001在控制协调虚拟机的存储器中创建一个空的场景图A003，其中不含任何三维场景对象；控制协调程序A001在控制协调虚拟机的存储器中创建一个变量Cmd，令变量Cmd等于0；
步骤Step102：控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002；控制协调程序A001接收建模协调员指定的可以获得场景图A003的编辑权限的模型设计师的编号id，令变量Cmd的值等于编号id的值；模型设计师的编号和建模与绘制虚拟机的编号一一对应，即第1个模型设计师对应第1个建模与绘制虚拟机，第2个模型设计师对应第2个建模与绘制虚拟机，以此类推；第i个模型设计师使用第i个建模与绘制虚拟机，i＝1,2,…,n；控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的变量Cmd发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002；
步骤Step103：分别对i＝1,2,…,n，在第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002中做如下操作：
步骤Step103-1：第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002接收控制协调程序A001发来的场景图A003，并利用光线跟踪技术绘制场景图A003描述的三维场景模型，把绘制得到的三维场景画面显示在第i个建模与绘制虚拟机的虚拟桌面上；
步骤Step103-2：第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002接收控制协调程序A001发来的变量Cmd；如果变量Cmd的值等于i，则转步骤Step103-3，否则转步骤Step103-4；
步骤Step103-3：第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002询问第i个模型设计师是否需要编辑场景图A003，如果第i个模型设计师的应答为否，则令变量Cmd的值等于0并且第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002通过虚拟化网络把变量Cmd发送给控制协调虚拟机上的控制协调程序A001，转步骤Step103-4，否则第i个模型设计师通过第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002执行编辑场景图A003的操作，等第i个模型设计师对场景图A003的编辑操作结束后，第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002通过虚拟化网络把变量Cmd发送给控制协调虚拟机上的控制协调程序A001，第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002通过虚拟化网络把编辑后的场景图A003发送给控制协调虚拟机上的控制协调程序A001，转步骤Step103-4；
步骤Step103-4：针对第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002的操作结束；
步骤Step104：控制协调虚拟机上的控制协调程序A001接收从第id个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002发来的变量Cmd并把它的值赋给变量Cmd2；如果变量Cmd2的值等于0，则转步骤Step105，否则控制协调虚拟机上的控制协调程序A001接收从第id个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002发来的编辑后的场景图A003并用其覆盖控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003，使控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003更新为最近修改过的结果，转步骤Step105；
步骤Step105：如果控制协调程序A001收到建模协调员发出的结束建模命令，则转步骤Step106，否则控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002；控制协调程序A001接收建模协调员指定的可以获得场景图A003的编辑权限的模型设计师的编号id，令控制协调虚拟机的存储器中的变量Cmd的值等于编号id的值；控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的变量Cmd发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002，转步骤Step103；
步骤Step106：将控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003保存成云文件，结束模型创建操作；
在步骤Step103中，各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002是并行执行的。

说明书全文

基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法

技术领域

[0001] 本发明属于虚拟三维建模与绘制技术领域，涉及一种基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法。

背景技术

[0002] 在基于计算机三维图形技术的电影特效制作中，首先需要创建虚拟三维场景模型，然后才能用计算机三维绘制技术根据虚拟三维场景模型生成图像画面。对于影视特效制作来说，虚拟三维场景建模可能需要多人协作完成。协作创建虚拟三维场景模型的多个人有可能并非同一家公司的员工，他们可能工作在不同的城市。网络技术的不断发展正在改变人们传统的工作模式。利用云计算技术，把三维场景建模程序部署在云端，多个模型设计师可以利用普通的终端连接到云端程序，并协作完成虚拟三维场景建模工作。利用这种技术，可以把世界上各地的优秀模型设计师组织起来协同工作，以便更好地完成虚拟三维模型设计工作。人民邮电出版社2016年出版的《云计算导论：概念架构与应用》对桌面云做了详细的叙述；利用桌面云技术，可以在云端为每个用户创建专用的虚拟机，同时在虚拟机上部署特定的操作系统和应用程序，利用桌面显示协议可以把完整的虚拟机桌面交付给远程用户使用。对于三维场景建模应用来说，由于需要使用专用的建模程序，因此桌面云技术比较适合用来实现基于云计算的三维场景建模。在三维场景建模时，需要把创建的三维场景对象组织成一定的数据结构，以便对三维场景模型进行管理。在三维图形学中，经常用场景图(Scene Graph)来组织三维场景对象，场景图通常是一棵树；向三维场景中添加三维场景对象，就是向场景图中添加树结点；三维场景模型可以完全用场景图来描述。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于，提供一种基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法，实现在云计算平台上的虚拟三维场景模型多人协作创建，以便使位于不同空间位置的模型设计师能够方便地协同工作。

[0004] 本发明的技术方案是这样实现的：一种基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法，其特征在于：在桌面云中创建n+1个虚拟机，在每个虚拟机中部署操作系统，各个虚拟机之间能通过虚拟化网络进行通信，其中一个虚拟机作为控制协调虚拟机，其他n个虚拟机作为建模与绘制虚拟机；在控制协调虚拟机上运行控制协调程序A001，在各个建模与绘制虚拟机上运行建模与绘制程序A002；建模协调员通过虚拟桌面使用控制协调虚拟机并与控制协调程序A001进行交互，模型设计师通过虚拟桌面使用建模与绘制虚拟机并和建模与绘制程序A002进行交互；建模协调员负责指定在一段时间内哪个模型设计师拥有编辑三维场景模型的权限；模型设计师负责编辑三维场景模型；如图1所示，在桌面云平台中创建了4个虚拟机，每个虚拟机都与一个终端相连，虚拟机的虚拟桌面可以显示在相应的终端上。本方法的具体实现步骤如下：

[0005] 步骤Step101：控制协调程序A001在控制协调虚拟机的存储器中创建一个空的场景图A003，其中不含任何三维场景对象；控制协调程序A001在控制协调虚拟机的存储器中创建一个变量Cmd，令变量Cmd等于0；

[0006] 步骤Step102：控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002；控制协调程序A001接收建模协调员指定的可以获得场景图A003的编辑权限的模型设计师的编号id，令变量Cmd的值等于编号id的值；模型设计师的编号和建模与绘制虚拟机的编号一一对应，即第1个模型设计师对应第1个建模与绘制虚拟机，第2个模型设计师对应第2个建模与绘制虚拟机，以此类推；第i个模型设计师使用第i个建模与绘制虚拟机，i＝1,2,…,n；控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的变量Cmd发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002；

[0007] 步骤Step103：分别对i＝1,2,…,n，在第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002中做如下操作：

[0008] 步骤Step103-1：第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002接收控制协调程序A001发来的场景图A003，并利用光线跟踪技术绘制场景图A003描述的三维场景模型，把绘制得到的三维场景画面显示在第i个建模与绘制虚拟机的虚拟桌面上；

[0009] 步骤Step103-2：第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002接收控制协调程序A001发来的变量Cmd；如果变量Cmd的值等于i，则转步骤Step103-3，否则转步骤Step103-4；

[0010] 步骤Step103-3：第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002询问第i个模型设计师是否需要编辑场景图A003，如果第i个模型设计师的应答为否，则令变量Cmd的值等于0并且第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002通过虚拟化网络把变量Cmd发送给控制协调虚拟机上的控制协调程序A001，转步骤Step103-4，否则第i个模型设计师通过第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002执行编辑场景图A003的操作，等第i个模型设计师对场景图A003的编辑操作结束后，第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002通过虚拟化网络把变量Cmd发送给控制协调虚拟机上的控制协调程序A001，第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002通过虚拟化网络把编辑后的场景图A003发送给控制协调虚拟机上的控制协调程序A001，转步骤Step103-4；

[0011] 步骤Step103-4：针对第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002的操作结束；

[0012] 步骤Step104：控制协调虚拟机上的控制协调程序A001接收从第id个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002发来的变量Cmd并把它的值赋给变量Cmd2；如果变量Cmd2的值等于0，则转步骤Step105，否则控制协调虚拟机上的控制协调程序A001接收从第id个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002发来的编辑后的场景图A003并用其覆盖控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003，使控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003更新为最近修改过的结果，转步骤Step105；

[0013] 步骤Step105：如果控制协调程序A001收到建模协调员发出的结束建模命令，则转步骤Step106，否则控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002；控制协调程序A001接收建模协调员指定的可以获得场景图A003的编辑权限的模型设计师的编号id，令控制协调虚拟机的存储器中的变量Cmd的值等于编号id的值；控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的变量Cmd发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002，转步骤Step103。

[0014] 步骤Step106：将控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003保存成云文件，结束模型创建操作。

[0015] 在步骤Step103中，各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002是并行执行的。

[0016] 本发明的积极效果是：可以利用云计算技术实现多人异地协作创建虚拟三维场景模型，从而为把位于不同地方的优秀模型设计师组织起来共同协作完成模型创建提供技术方案。附图说明

[0017] 图1为基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制系统组成示意图。

具体实施方式

[0018] 为了使本方法的特征和优点更加清楚明白，下面结合具体实施例对本方法作进一步的描述。在本实施例中，如图1所示，在桌面云平台中创建了4个虚拟机，每个虚拟机都与一个终端相连，虚拟机的虚拟桌面可以显示在相应的终端上；虚拟机1为控制协调虚拟机，虚拟机2、虚拟机3、虚拟机4为建模与绘制虚拟机；建模协调员使用终端1，第1个模型设计师使用终端2，第2个模型设计师使用终端3，第3个模型设计师使用终端4。

[0019] 本发明的技术方案是这样实现的：一种基于云计算的多人协作三维场景建模与绘制方法，其特征在于：在桌面云中创建n+1个虚拟机，在每个虚拟机中部署操作系统，各个虚拟机之间能通过虚拟化网络进行通信，其中一个虚拟机作为控制协调虚拟机，其他n个虚拟机作为建模与绘制虚拟机；在控制协调虚拟机上运行控制协调程序A001，在各个建模与绘制虚拟机上运行建模与绘制程序A002；建模协调员通过虚拟桌面使用控制协调虚拟机并与控制协调程序A001进行交互，模型设计师通过虚拟桌面使用建模与绘制虚拟机并和建模与绘制程序A002进行交互；建模协调员负责指定在一段时间内哪个模型设计师拥有编辑三维场景模型的权限；模型设计师负责编辑三维场景模型；如图1所示，在桌面云平台中创建了4个虚拟机，每个虚拟机都与一个终端相连，虚拟机的虚拟桌面可以显示在相应的终端上。本方法的具体实现步骤如下：

[0020] 步骤Step101：控制协调程序A001在控制协调虚拟机的存储器中创建一个空的场景图A003，其中不含任何三维场景对象；控制协调程序A001在控制协调虚拟机的存储器中创建一个变量Cmd，令变量Cmd等于0；

[0021] 步骤Step102：控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002；控制协调程序A001接收建模协调员指定的可以获得场景图A003的编辑权限的模型设计师的编号id，令变量Cmd的值等于编号id的值；模型设计师的编号和建模与绘制虚拟机的编号一一对应，即第1个模型设计师对应第1个建模与绘制虚拟机，第2个模型设计师对应第2个建模与绘制虚拟机，以此类推；第i个模型设计师使用第i个建模与绘制虚拟机，i＝1,2,…,n；控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的变量Cmd发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002；

[0022] 步骤Step103：分别对i＝1,2,…,n，在第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002中做如下操作：

[0023] 步骤Step103-1：第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002接收控制协调程序A001发来的场景图A003，并利用光线跟踪技术绘制场景图A003描述的三维场景模型，把绘制得到的三维场景画面显示在第i个建模与绘制虚拟机的虚拟桌面上；

[0024] 步骤Step103-2：第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002接收控制协调程序A001发来的变量Cmd；如果变量Cmd的值等于i，则转步骤Step103-3，否则转步骤Step103-4；

[0025] 步骤Step103-3：第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002询问第i个模型设计师是否需要编辑场景图A003，如果第i个模型设计师的应答为否，则令变量Cmd的值等于0并且第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002通过虚拟化网络把变量Cmd发送给控制协调虚拟机上的控制协调程序A001，转步骤Step103-4，否则第i个模型设计师通过第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002执行编辑场景图A003的操作，等第i个模型设计师对场景图A003的编辑操作结束后，第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002通过虚拟化网络把变量Cmd发送给控制协调虚拟机上的控制协调程序A001，第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002通过虚拟化网络把编辑后的场景图A003发送给控制协调虚拟机上的控制协调程序A001，转步骤Step103-4；

[0026] 步骤Step103-4：针对第i个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002的操作结束；

[0027] 步骤Step104：控制协调虚拟机上的控制协调程序A001接收从第id个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002发来的变量Cmd并把它的值赋给变量Cmd2；如果变量Cmd2的值等于0，则转步骤Step105，否则控制协调虚拟机上的控制协调程序A001接收从第id个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002发来的编辑后的场景图A003并用其覆盖控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003，使控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003更新为最近修改过的结果，转步骤Step105；

[0028] 步骤Step105：如果控制协调程序A001收到建模协调员发出的结束建模命令，则转步骤Step106，否则控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002；控制协调程序A001接收建模协调员指定的可以获得场景图A003的编辑权限的模型设计师的编号id，令控制协调虚拟机的存储器中的变量Cmd的值等于编号id的值；控制协调程序A001通过虚拟化网络把控制协调虚拟机的存储器中的变量Cmd发送给各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002，转步骤Step103。

[0029] 步骤Step106：将控制协调虚拟机的存储器中的场景图A003保存成云文件，结束模型创建操作。

[0030] 在步骤Step103中，各个建模与绘制虚拟机上的建模与绘制程序A002是并行执行的。

[0031] 编辑场景图A003指执行向三维场景中添加三维场景对象、删除三维场景对象、修改三维场景对象属性等操作。三维场景对象包括三维场景几何对象、光源对象、材质对象、纹理对象。步骤Step104中的id为步骤Step102或者步骤Step105中的编号id。

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