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一种实景三维模型实时匀色方法

阅读：154发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种实景三维模型实时匀色方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种实景三维模型实时匀色方法，首先遍历实景三维模型的所有瓦块，读取每一个瓦块的节点信息，获得所有细节层次模型；其次，获取每个细节层次模型的渲染状态集，为每个渲染状态集增加顶点着色器和片元着色器；然后，利用编程语言，在顶点着色器和片元着色器中编写不同的匀色算法，并将编写后的调整参数作为一致性变量发送至外部可视化程序；最后，在三维平台的当前渲染视口下选择需要匀色的瓦块和匀色算法，在外部可视化平台中根据选择的匀色算法调整一致性变量，查看调整结果。基于可视化平台，不需要对实景三维模型的纹理图像进行匀色处理，就可以实现对实景三维模型的匀色结果的展示，方便操作人员对匀色参数进行实时调整。，下面是一种实景三维模型实时匀色方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种实景三维模型实时匀色方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用三维平台读取待匀色工程的实景三维模型，遍历所述实景三维模型的所有瓦块，读取每一个瓦块的节点信息，获得每个瓦块包含的所有细节层次模型；
S2、遍历所述实景三维模型的所有瓦块的所有细节层次模型，读取每一个细节层次模型，获得包含纹理材质信息和渲染状态集信息，为每一个细节层次模型的渲染状态集增加顶点着色器和片元着色器；
S3、利用编程语言，在顶点着色器和片元着色器中编写不同的匀色算法，并将编写后的调整参数作为一致性变量发送至外部可视化程序；
S4、在三维平台的当前渲染视口下选择需要匀色的瓦块，并选择相对应的一种或多种匀色算法；在外部可视化程序的可视化平台中，根据选择的匀色算法调整一致性变量，并在外部可视化平台中查看调整结果；
S5、通过可视化平台确定调整结果是否满足需求，若不满足需求则通过可视化平台重新调整一致性变量；若满足需求，则根据可视化平台中的调整结果的一致性变量对实景三维模型进行匀色处理，将匀色结果固化到实景三模模型中。
2.根据权利要求1所述的一种实景三维模型实时匀色方法，其特征在于：在S3中，所述匀色算法包括直接匀色算法和间接匀色算法，所述直接匀色算法为不获取三维平台的当前渲染视口的截图，直接进行匀色参数调整的方法；所述间接匀色算法为需要获取三维平台的当前渲染视口的截图，根据截图中的参数，进行匀色参数调整的方法。
3.根据权利要求2所述的一种实景三维模型实时匀色方法，其特征在于：所述直接匀色算法为对图像进行单像素处理。
4.根据权利要求3所述的一种实景三维模型实时匀色方法，其特征在于：所述单像素处理包括对亮度、对比度、颜色分量的匀色参数调整。
5.根据权利要求2所述的一种实景三维模型实时匀色方法，其特征在于：在S3中，所述间接匀色算法为：首先获取实景三维模型的视口截图，然后统计得到直方图、频谱和色彩范围信息，作为统计参数传入到片元着色器中，再对色阶、图像曲线进行调整。
6.根据权利要求5所述的一种实景三维模型实时匀色方法，其特征在于：所述视口截图为当前渲染视口截图，将当前视口截图的直方图、频谱和色彩范围信息作为统计参数。
7.根据权利要求5所述的一种实景三维模型实时匀色方法，其特征在于：所述视口截图为多个视口截图，计算多个视口截图的亮度和像素值的平均值作为统计参数。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种实景三维模型实时匀色方法，其特征在于：所述编程语言为GPU编程语言。

说明书全文

一种实景三维模型实时匀色方法

技术领域

[0001] 本发明涉及测绘技术领域，具体涉及实景三维模型实时匀色方法。

背景技术

[0002] 当前，利用倾斜摄影开展实景三维建模已成为一种获取城市三维模型的重要方法，其具有建模速度快，自动化程度高、真实性强的特点。实景三维模型的纹理来自航空摄影，由于航拍时间不同、照片曝光程度不同，可能导致航拍影像色彩不一致、偏暗或曝光过度等问题，导致实景三维模型色彩色调不是最佳，需要对实景三维模型进行匀光匀色。

[0003] 专利CN110176053A公开了一种大规模实景三维整体匀色方法，利用区块间实景三维在重叠区域处的色彩差异，建立整个测区所有区块间色彩差异的线性方程，并对线性方程整体求解，获取每个区块实景三维颜色的改变量，从而达到整体匀色的效果。

[0004] 专利CN109712223A公开了一种基于纹理合成的三维模型自动上色方法，采用基于PatchMatch的纹理合成方法对给定的模型和图像进行纹理合成，并通过网格投影恢复模型表面的纹理坐标，由此实现根据用户给定的图像合成模型贴图，方便快捷的对三维模型进行自动上色。整个过程完全自动化，不需人工干预，因此非常适合海量模型的自动上色工程，另一方面，也极大的简化了模型着色的难度，使得普通用户也可以按照自己的喜好对模型进行着色，非常适合个性化的模型制作与展示。

[0005] 上述两个技术方案均为在对三维模型的对原始的影像进行匀光匀色处理，然后重新进行三维建模。可是，如果重新进行三维建模后发现匀光匀色效果依然不满足需求，则需要重复进行，这无疑增加了数据处理的工作量。

发明内容

[0006] 针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种实景三维模型实时匀色方法，基于外部可视化平台，不需要对实景三维模型的纹理图像进行匀色处理，就可以实现对实景三维模型的匀色结果的展示，减少三维建模匀色过程中数据处理的工作量。

[0007] 本发明提供的一种实景三维模型实时匀色方法，包括以下步骤：

[0008] S1、利用三维平台读取待匀色工程的实景三维模型，遍历实景三维模型的所有瓦块，读取每一个瓦块的节点信息，获得每个瓦块包含的所有细节层次模型；

[0009] S2、遍历所述实景三维模型的所有瓦块的所有细节层次模型，读取每一个细节层次模型，获得包含纹理材质信息和渲染状态集信息，为每一个细节层次模型的渲染状态集增加顶点着色器和片元着色器；

[0010] S3、利用编程语言，在顶点着色器和片元着色器中编写不同的匀色算法，并将编写后的调整参数作为一致性变量发送至外部可视化程序；

[0011] S4、在三维平台的当前渲染视口下选择需要匀色的瓦块，并选择相对应的一种或多种匀色算法；在外部可视化程序的可视化平台中，根据选择的匀色算法调整一致性变量，并在外部可视化平台中查看调整结果；

[0012] S5、通过可视化平台确定调整结果是否满足需求，若不满足需求则通过可视化平台重新调整一致性变量；若满足需求，则根据可视化平台中的调整结果的一致性变量对实景三维模型进行匀色处理，将匀色结果固化到实景三模模型中。

[0013] 进一步的，在S3中，所述匀色算法包括直接匀色算法和间接匀色算法，所述直接匀色算法为不获取三维平台的当前渲染视口的截图，直接进行匀色参数调整的方法；所述间接匀色算法为需要获取三维平台的当前渲染视口的截图，根据截图中的参数，进行匀色参数调整的方法。

[0014] 进一步的，直接匀色算法为对图像进行单像素处理。

[0015] 进一步的，单像素处理包括对亮度、对比度、颜色分量的匀色参数调整。

[0016] 进一步的，在S3中，所述间接匀色算法为：首先获取实景三维模型的视口截图，然后统计得到直方图、频谱和色彩范围信息，作为统计参数传入到片元着色器中，再对色阶、图像曲线进行调整。

[0017] 进一步的，视口截图为当前渲染视口截图，将当前视口截图的直方图、频谱和色彩范围信息作为统计参数。

[0018] 进一步的，视口截图为多个视口截图，计算多个视口截图的亮度和像素值的平均值作为统计参数。

[0019] 进一步的，编程语言为GPU编程语言。

[0020] 由上述技术方案可知，本发明的有益效果：

[0021] 本发明提供的一种实景三维模型实时匀色方法，利用三维平台读取待匀色工程的实景三维模型，遍历实景三维模型的所有瓦块，读取每一个瓦块的节点信息，获得每个瓦块包含的所有细节层次模型；其次遍历实景三维模型的所有瓦块的所有细节层次模型，读取每一个细节层次模型，获得包含纹理材质信息和渲染状态集信息，为每一个细节层次模型的渲染状态集增加顶点着色器和片元着色器；然后利用编程语言，在顶点着色器和片元着色器中编写不同的匀色算法，并将编写后的调整参数作为一致性变量发送至外部可视化程序；在三维平台的当前渲染视口下选择需要匀色的瓦块，并选择相对应的一种或多种匀色算法；在外部可视化程序的可视化平台中，根据选择的匀色算法调整一致性变量，并在外部可视化平台中查看调整结果是否满足需求。基于可视化平台，不需要对实景三维模型的纹理图像进行匀色处理，就可以实现对实景三维模型的匀色结果的展示，方便操作人员对匀色参数进行实时调整。附图说明

[0022] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

[0023] 图1为本发明一种实景三维模型实时匀色方法的流程示意图。

具体实施方式

[0024] 下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0025] 需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

[0026] 如图1所示，利用倾斜摄像测量技术获得osgb格式的实景三维模型，对实景三维模型实时匀色具体包括以下步骤：

[0027] 第一步、利用三维平台读取待匀色工程的实景三维模型，细节层次每个实景三维模型工程包含多个瓦块，而每一个瓦块又包含了多个不同细节层次的模型，在进行实景模型匀色过程中，需要利用三维平台获取所有的瓦块以及瓦块包含的所有细节层次节点信息，从而实现对每一个瓦块进行匀色控制。

[0028] 第二步、遍历实景三维模型的所有瓦块的所有细节层次模型，读取每一个细节层次模型，获得其包含的纹理材质信息和渲染状态集信息，为每一个细节层次模型的渲染状态集增加顶点着色器和片元着色器。

[0029] 渲染状态集包括实景三维模型的顶点、颜色和纹理材质信息。由于渲染状态集是通过细节层次模型获得，因此能够根据实景三维模型的节点在显示环境中所处的位置和重要度，决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度，从而获得高效率的渲染运算的节点在显示环境中所处的位置和重要度，决定物体渲染的资源分配，降低非重要物体的面数和细节度，从而获得高效率的渲染运算的效果。

[0030] 顶点着色器包括输入端和输出端，通过输入端将顶点着色器的程序、顶点属性、变换矩阵、光照、颜色参数输入至顶点着色器，然后将输入的数据进行矩阵变换位置，计算光照公式生成顶点颜色，并生成位置信息和图像纹理坐标；通过顶点着色器的输出端，将位置信息和图像纹理坐标发送至片元着色器。片元着色器用于处理图像光栅阶段生成的每个片元，并执行各种计算，最终计算出每个像素的最终颜色。

[0031] 第三步、利用图形处理器GPU编程语言，在顶点着色器和片元着色器中为每一个细节层次模型编写不同的匀色算法，每一种匀色算法会产生相对应的调整参数，将编写后的调整参数作为一致性变量发送至外部可视化程序。

[0032] 匀色算法包括直接匀色算法和间接匀色算法，直接匀色算法为不获取三维平台的当前渲染视口的截图，直接对图像进行单像素处理。即对亮度、对比度、颜色分量这些匀色参数的一种或多种进行调整。

[0033] 间接匀色算法为需要获取三维平台的当前渲染视口的截图，根据截图中的参数，进行匀色参数调整的方法。即：首先获取实景三维模型的视口截图，然后统计得到直方图、频谱和色彩范围信息，作为统计参数传入到片元着色器中，再对色阶、图像曲线进行调整。视口截图为当前视口截图时，将当前视口截图的直方图作为统计参数。视口截图为多个视口截图时，计算多个视口截图的亮度和像素值的平均值作为统计参数。

[0034] 第四步、在三维平台的当前渲染视口下选择需要匀色的瓦块，并选择相对应的一种或多种匀色算法。此时，由于在步骤三中已经将每一种匀色算法对应的调整参数作为一致性变量发送至外部可视化程序，因此当选择了某一种或某几种匀色算法时，可以在外部可视化程序的可视化平台中查看调整结果。因此基于可视化平台，不需要对实景三维模型的纹理图像进行匀色处理，就可以实现对实景三维模型的匀色结果的展示，方便操作人员对匀色参数进行实时调整。

[0035] 第五步、通过可视化平台确定调整结果是否满足需求，若不满足需求则通过可视化平台重新调整一致性变量。若满足需求，则根据可视化平台中的调整结果的一致性变量对实景三维模型进行匀色处理，即：对实景三维模型采用可视化平台中相同的匀色算法，对实景三维模型瓦块进行处理，逐个导出每个瓦块的每个细节层次模型所使用的图片，进行匀色处理得到匀色后的实景三维模型成果，将匀色结果固化到实景三模模型中。

[0036] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

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