一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法
阅读：757发布：2024-01-22
专利汇可以提供一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及计算机科学技术领域，特别是涉及一种在三维场景中实现三维演示文档的方法。本发明的基本流程包括：启动三维图形 渲染 引擎加载场景模板库，物件库并进行实时渲染；使用基于雷达法的视锥场景剔除法 加速 实时渲染效率；通过三维幻灯片生成设置系统设置三维演示文档；通过文字输入编辑系统在三维幻灯片内进行文字输入编辑；通过稀少纹理类处理系统进行文字清晰化处理；将三维幻灯片连接成三维演示文档；通过三维演示文档内容格式 接口 将三维演示文档内容保存成特定格式。本发明的方法既有二维演示文档操作的便捷性，又实现了三维场景内演示文档文件的效果，提高了传统演示文档的展示性、 互动性 以及可操作性。，下面是一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法专利的具体信息内容。
1.一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法，其特征在于，实现流 程包括以下步骤：
a)启动三维图形渲染引擎加载场景模板库，物件库并进行实时渲染；
b)使用基于雷达法的视锥场景剔除法加速实时渲染效率；
c)通过三维幻灯片生成设置系统设置三维演示文档；
d)通过文字输入编辑系统在三维幻灯片内进行文字输入编辑；
e)通过稀少纹理类处理系统进行文字清晰化处理；
f)启动演示文档幻灯片连接关系系统，将三维幻灯片连接成三维演示文 档；
g)通过三维演示文档内容格式接口将三维演示文档内容保存成特定格 式，显示于显示器上。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法， 其特征在于，进行步骤a的同时，即三维内容被加载的同时，步骤b也开始运 行，用雷达法的视锥场景剔除法替代图形渲染引擎进行视锥的创建。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法， 其特征在于，所述步骤c中的三维幻灯片通过公告板技术或三维空间中的任意 物体作为幻灯片技术来实现。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法， 其特征在于，进行步骤d的同时，即在幻灯片内输入文字时，步骤e也开始运 行，通过稀少纹理类处理系统中的反走样域值划分纹理技术对幻灯片中的文 字进行纹理更新并输出。
5.根据权利要求1所述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法， 其特征在于，所述步骤f中，采用三维空间中的Portal场景切换技术、3D触发 器技术、引导精灵技术和Lua脚本来实现三维幻灯片在三维场景中的连接关 系。
6.根据权利要求1所述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法， 其特征在于，所述步骤g中，三维演示文档内容格式接口采用分类压缩编码 并结合二进制XML格式进行数据的保存。
技术领域
本发明涉及计算机科学技术领域，特别是涉及一种在三维场景中实现三维演 示文档的方法。
背景技术
随着计算机科学飞速的发展带动了信息的爆炸式增长，在这个眼球经济的年 代，谁可以以其独特的方式吸引眼球注意力，谁便是信息世界的主宰。
目前人们无论是办公，会议，教学，展示等各种信息交流传播活动中，人们 最常用的方式就是播放演示文档，然而目前的演示文档无论从形式还是内容上和 5年前没有什么两样，目前最常用的演示文档制作系统主要是美国微软公司提供 的MS PowerPoint系统，以及金山公司提供的WPS，这几种演示文档制作系统只 能够制作出呆板的二维演示文档供人们进行信息交流，因为人们生活的这个世界 是三维空间化的，而通常看到的幻灯片投影看到内容的依然停留于简单呆板的平 面形式，三维演示文档技术的诞生为改变这种局面提供了可能性。
随着计算机CPU以及显卡GPU处理速度的不断提高，目前各种三维虚拟的显 示效果不断提高，个人计算机对于处理三维实时渲染的速度已经达到完全可以承 受的程度，但是普通用户并不能轻易地如同使用二维演示文档制作系统那样制作 出三维的演示文档来，这是因为目前的三维编辑系统的操作非常复杂，比如 3Dmax，Maya，XSI，Pro-E，以及VRToolS，VRP等系统操作均是相当复杂，必须是经过 长期培训的专业人员才能够使用，因此尽管目前的计算机性能已经完全达到三维 实时渲染的速度要求，三维技术还仅能应用在专业设计、娱乐等有限几个行业的 原因。
虽然目前有少数厂家提供了一些组件，如crystalgraphics公司的Power Plugs 组件可以提供一些使幻灯片的转场有一些简单的三维动画的效果，一是基于二维 演示文档，效果受到限制，没有类似于真实世界的三维互动，文档本身不是三维 的，而且处于一个二维环境中，效果仅是文档幻灯片转场才能够看到，实际上是 一个简单的视频录象叠加，这种效果存在相当的局限性。
要实现基于大型三维化真实世界中互动体验的三维演示文档，必须突破三维 编辑技术的复杂性以及二维演示文档制作系统带来的概念禁锢，实现文档与大型 三维化场景的融合，真正实现人们无碍流畅地交流信息。
如图1所示，现有技术中采用六面法进行视锥的创建，视锥本身最常 见的表示方法就是6个平面，这6个平面是从一个矩阵抽取出来的，该矩阵是由一 系列的模型视图矩阵和投影矩阵组成。每个平面会将场景空间分割成2个部分，6 个平面横纵交叉所围成的几何体，就定义了摄像机的可视区域。
采用六面法有两个不利之处。第一，系统处理开销大。为了判断某个点是否 位于视锥之内，我们要对每一个平面求解一个方程式，只有当所有6个平面的求 解值都为正数，才能确定这个点确实位于视锥之内，这就需要解6个方程。第二， 提取视锥的位置和坐标不是一件容易的事情，这使得某些操作(如更新操作)实 施起来很困难。这导致每次更新摄像机信息之后，几乎所有的算法实现都会重新 创建一个新的视锥。如此一来，在使用6个平面重新创建视锥的过程中，就会带 来一些额外的系统开销，其表现形式就是一些不必要的浮点操作(包括浮点除法 和求平方根)。
目前人们无论是办公，会议，教学，展示等各种信息交流传播活动中，人们 最常用的方式就是播放演示文档，然而目前的演示文档无论从形式还是内容上和 5年前没有什么两样，目前最常用的演示文档制作系统主要是美国微软公司提供 的MS PowerPoint系统，以及金山公司提供的WPS，这几种演示文档制作系统只 能够制作出呆板的二维演示文档供人们进行信息交流，因为人们生活的这个世界 是三维空间化的，而通常看到的幻灯片投影看到内容的依然停留于简单呆板的平 面形式，三维演示文档技术的诞生为改变这种局面提供了可能性。
随着计算机CPU以及显卡GPU处理速度的不断提高，目前各种三维虚拟的显 示效果不断提高，个人计算机对于处理三维实时渲染的速度已经达到完全可以承 受的程度，但是普通用户并不能轻易地如同使用二维演示文档制作系统那样制作 出三维的演示文档来，这是因为目前的三维编辑系统的操作非常复杂，比如 3Dmax，Maya，XSI，Pro-E，以及VRToolS，VRP等系统操作均是相当复杂，必须是经过 长期培训的专业人员才能够使用，因此尽管目前的计算机性能已经完全达到三维 实时渲染的速度要求，三维技术还仅能应用在专业设计、娱乐等有限几个行业的 原因。
虽然目前有少数厂家提供了一些组件，如crystalgraphics公司的Power Plugs 组件可以提供一些使幻灯片的转场有一些简单的三维动画的效果，一是基于二维 演示文档，效果受到限制，没有类似于真实世界的三维互动，文档本身不是三维 的，而且处于一个二维环境中，效果仅是文档幻灯片转场才能够看到，实际上是 一个简单的视频录象叠加，这种效果存在相当的局限性。
要实现基于大型三维化真实世界中互动体验的三维演示文档，必须突破三维 编辑技术的复杂性以及二维演示文档制作系统带来的概念禁锢，实现文档与大型 三维化场景的融合，真正实现人们无碍流畅地交流信息。
如图1所示，现有技术中采用六面法进行视锥的创建，视锥本身最常 见的表示方法就是6个平面，这6个平面是从一个矩阵抽取出来的，该矩阵是由一 系列的模型视图矩阵和投影矩阵组成。每个平面会将场景空间分割成2个部分，6 个平面横纵交叉所围成的几何体，就定义了摄像机的可视区域。
采用六面法有两个不利之处。第一，系统处理开销大。为了判断某个点是否 位于视锥之内，我们要对每一个平面求解一个方程式，只有当所有6个平面的求 解值都为正数，才能确定这个点确实位于视锥之内，这就需要解6个方程。第二， 提取视锥的位置和坐标不是一件容易的事情，这使得某些操作(如更新操作)实 施起来很困难。这导致每次更新摄像机信息之后，几乎所有的算法实现都会重新 创建一个新的视锥。如此一来，在使用6个平面重新创建视锥的过程中，就会带 来一些额外的系统开销，其表现形式就是一些不必要的浮点操作(包括浮点除法 和求平方根)。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种基于三维场景内三维信息演示文 档的实现方法，该方法克服了现有二维信息演示文档效果简单呆板，同时又解决 了三维编辑系统存在操作非常复杂，普通人员不能较容易制作出三维信息演示文 档的问题。通过该方法实现普通操作人员如同二维演示文档制作系统类似的简单 操作就可制作出三维信息演示文档，同时又可以保证在三维场景内实现信息演示 文档与场景融合的真实效果。
为了实现上述目标，本发明描述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的 实现方法，采用如下的架构，该方法包括8个系统协同工作完成，分别为三维图 形渲染引擎、三维幻灯片生成设置系统、场景模板库系统，物件库系统，连接关 系处理系统，稀少纹理处理系统，文字输入编辑系统和三维演示文档内容格式接 口。基本的实现流程包括以下步骤：
a)启动三维图形渲染引擎加载场景模板库，物件库并进行实时渲染；
b)使用基于雷达法的视锥场景剔除法加速实时渲染效率；
c)通过三维幻灯片生成设置系统设置三维演示文档；
d)通过文字输入编辑系统在三维幻灯片内进行文字输入编辑；
e)通过稀少纹理类处理系统进行文字清晰化处理；
f)启动演示文档幻灯片连接关系系统，将三维幻灯片连接成三维演示文档；
g)通过三维演示文档内容格式接口将三维演示文档内容保存成特定格式。
进行步骤a的同时，即三维内容被加载的同时，步骤b也开始运行，用雷达法 的视锥场景剔除法替代图形渲染引擎进行视锥的创建。
所述步骤c中的三维幻灯片通过公告板技术或三维空间中的任意物体作为幻 灯片技术来实现。
进行步骤d的同时，即在幻灯片内输入文字时，步骤e也开始运行，通过反走 样域值划分纹理技术对幻灯片中的文字进行纹理更新并输出。
所述步骤f中，采用三维空间中的Portal场景切换技术、3D触发器技术、引导 精灵技术和Lua脚本来实现三维幻灯片在三维场景中的连接关系。
所述步骤g中，三维演示文档内容格式接口采用分类压缩编码并结合二进制 XML格式进行数据的保存。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的方法突破了传统的二维演示文档系统呆板的平面展示形式，并 将成熟的二维演示文档的体系概念(指的是二维幻灯片形成幻灯片、幻灯片之间 的关连关系、剪贴画、模板库等人们已经非常熟悉的概念)抽象出来在三维化场 景中实现出来，既有二维演示文档操作的便捷性，又实现了三维场景内演示文档 文件的效果，提高了传统演示文档的展示性、互动性以及可操作性。
2.本发明采用基于雷达法的三维视锥场景剔除算法代替常规的六面体法创 建的视锥，减小了剔除场景对象时消耗的系统资源，提高了效率，由于减少了计 算工作，实现起来更方便，增强了演示的流畅性。
3.在3D空间内路标、广告牌或者标签上的文字会随着观察者的靠近而逐步 模糊，本发明通过反走样域值划分纹理技术对颜色稀少类文字进行清晰化处理， 使文字可以生成在三维空间内与矢量图形相媲美的效果，解决了三维空间内文字 近距离模糊性的弊端。
4.现有的二维演示文档制作系统中，幻灯片之间存在的连接，跳转，以及 幻灯片的呈现顺序，体现了各幻灯片之间的相互关连性。本发明是采用Portal场 景切换、触发器、引导精灵和脚本技术在三维场景中实现了将三维幻灯片连接关 系成三维演示文档幻灯片，用户在此基础上可以对于连接关系进行设置，实现各 三维幻灯片之间的相互关连性。
5.本发明克服了现有二维信息演示文档效果简单呆板，同时又解决了三维 编辑系统存在操作非常复杂、普通人员不能制作三维信息演示文档的问题。
6.本发明实现普通的操作人员如同二维演示文档制作系统类似的简单操作 就可制作出三维信息演示文档，同时又可以保证在三维场景内实现信息演示文档 与场景融合的真实效果。
附图说明
图1为现有技术中六面体的视锥图示；
图2为本发明实现方法的架构示意图；
图3为中雷达法的视锥图示；
图4为在三维场景中采用公告板的原理图；
图5为文字清晰处理前后的效果对比图；
图6为XML树型层级结构示意图。
为了实现上述目标，本发明描述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的 实现方法，采用如下的架构，该方法包括8个系统协同工作完成，分别为三维图 形渲染引擎、三维幻灯片生成设置系统、场景模板库系统，物件库系统，连接关 系处理系统，稀少纹理处理系统，文字输入编辑系统和三维演示文档内容格式接 口。基本的实现流程包括以下步骤：
a)启动三维图形渲染引擎加载场景模板库，物件库并进行实时渲染；
b)使用基于雷达法的视锥场景剔除法加速实时渲染效率；
c)通过三维幻灯片生成设置系统设置三维演示文档；
d)通过文字输入编辑系统在三维幻灯片内进行文字输入编辑；
e)通过稀少纹理类处理系统进行文字清晰化处理；
f)启动演示文档幻灯片连接关系系统，将三维幻灯片连接成三维演示文档；
g)通过三维演示文档内容格式接口将三维演示文档内容保存成特定格式。
进行步骤a的同时，即三维内容被加载的同时，步骤b也开始运行，用雷达法 的视锥场景剔除法替代图形渲染引擎进行视锥的创建。
所述步骤c中的三维幻灯片通过公告板技术或三维空间中的任意物体作为幻 灯片技术来实现。
进行步骤d的同时，即在幻灯片内输入文字时，步骤e也开始运行，通过反走 样域值划分纹理技术对幻灯片中的文字进行纹理更新并输出。
所述步骤f中，采用三维空间中的Portal场景切换技术、3D触发器技术、引导 精灵技术和Lua脚本来实现三维幻灯片在三维场景中的连接关系。
所述步骤g中，三维演示文档内容格式接口采用分类压缩编码并结合二进制 XML格式进行数据的保存。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的方法突破了传统的二维演示文档系统呆板的平面展示形式，并 将成熟的二维演示文档的体系概念(指的是二维幻灯片形成幻灯片、幻灯片之间 的关连关系、剪贴画、模板库等人们已经非常熟悉的概念)抽象出来在三维化场 景中实现出来，既有二维演示文档操作的便捷性，又实现了三维场景内演示文档 文件的效果，提高了传统演示文档的展示性、互动性以及可操作性。
2.本发明采用基于雷达法的三维视锥场景剔除算法代替常规的六面体法创 建的视锥，减小了剔除场景对象时消耗的系统资源，提高了效率，由于减少了计 算工作，实现起来更方便，增强了演示的流畅性。
3.在3D空间内路标、广告牌或者标签上的文字会随着观察者的靠近而逐步 模糊，本发明通过反走样域值划分纹理技术对颜色稀少类文字进行清晰化处理， 使文字可以生成在三维空间内与矢量图形相媲美的效果，解决了三维空间内文字 近距离模糊性的弊端。
4.现有的二维演示文档制作系统中，幻灯片之间存在的连接，跳转，以及 幻灯片的呈现顺序，体现了各幻灯片之间的相互关连性。本发明是采用Portal场 景切换、触发器、引导精灵和脚本技术在三维场景中实现了将三维幻灯片连接关 系成三维演示文档幻灯片，用户在此基础上可以对于连接关系进行设置，实现各 三维幻灯片之间的相互关连性。
5.本发明克服了现有二维信息演示文档效果简单呆板，同时又解决了三维 编辑系统存在操作非常复杂、普通人员不能制作三维信息演示文档的问题。
6.本发明实现普通的操作人员如同二维演示文档制作系统类似的简单操作 就可制作出三维信息演示文档，同时又可以保证在三维场景内实现信息演示文档 与场景融合的真实效果。
附图说明
图1为现有技术中六面体的视锥图示；
图2为本发明实现方法的架构示意图；
图3为中雷达法的视锥图示；
图4为在三维场景中采用公告板的原理图；
图5为文字清晰处理前后的效果对比图；
图6为XML树型层级结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述：
实施例1
本发明描述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法，以 windows XP操作系统为工作环境，以ogre实时图形渲染引擎为基础，采用如下的 架构，该方法包括8个系统协同工作完成，分别为三维图形渲染引擎、三维幻灯 片生成设置系统、场景模板库系统，物件库系统，连接关系处理系统，稀少纹理 处理系统，文字输入编辑系统和三维演示文档内容格式接口。如图2所示，本发 明的基本实现流程包括以下步骤：
a)启动三维图形渲染引擎加载场景模板库，物件库并进行实时渲染；
b)使用基于雷达法的视锥场景剔除法加速实时渲染效率；
c)通过三维幻灯片生成设置系统设置三维演示文档；
d)通过文字输入编辑系统在三维幻灯片内进行文字输入编辑；
e)通过稀少纹理类处理系统进行文字清晰化处理；
f)启动演示文档幻灯片连接关系系统，将三维幻灯片连接成三维演示文档；
g)通过三维演示文档内容格式接口将三维演示文档内容保存成特定格式。
步骤a.启动三维图形渲染引擎加载类似于二维演示文档制作系统内的模板 库与物件库，在本发明中以三维化的真实场景组成模板库，物件库类似于二维演 示文档制作系统内的“剪贴画”库，本发明中以三维化真实模型库实现，然后并进 行三维视景的实时渲染。
进行步骤a的同时进行步骤b使用基于雷达法的高效视锥场景剔除算法加速 实时渲染效率，所述雷达法的高效视锥场景剔除算法为本领域技术人员公知技 术。雷达法只需要知道视角，即FOV角度、前视向量和右视向量三个参数，这三 个参数与摄像机所使用的相同，可以直接从摄像机中读取。由于雷达法的实现需 要使用FOV角度的正切值，所以需将读取出的FOV角度换算成其正切值。
也可以先将读取出的FOV角度、前视向量和右视向量进行缓冲保存，然后在 摄像机改变视角的时候再进行计算。如果视角保持不变，直接从摄像机拷贝前视 向量和右视向量，就可以创建视锥了。
如图3所示，一个点p，我们要看点p是否在视锥内，需要先求得点p的坐标， 方程式为：
h＝pc.z*2*tan(FOV/2)，w＝h*ratio；
判断点p是否在视锥内的3个条件为：
1.nearDistance＜pc.z＜fatDistance
2.-h/2＜pc.y或者pc.y＞h/2
3.-w/2＜pc.x或者pc.x＞/h/2
求得点p的坐标如满足上述3个条件，则点p在视锥内；反之，则不在。
步骤c.使用公告板技术实现缺省的三维幻灯片。由于在三维空间中，构建 的对象存在方向上的正反、前后、上下关系，为了遵循人们在二维空间中使用幻 灯片的习惯，本发明采用了三维公告板技术在三维场景中制作成三维幻灯片。如 图4所示，公告板技术以二维的平板显示在三维空间中，使三维幻灯片的正面始 终面对显示器前的操作人员，这样也使得文字内容不会到背面去。
步骤d.通过文字输入编辑系统在三维幻灯片内进行文字输入编辑；进行步 骤d的同时，即在三维幻灯片内输入文字时，步骤e也开始运行，通过反走样域值 划分纹理技术对幻灯片中的文字(在三维空间中，文字归属于颜色稀少纹理类) 进行纹理更新并输出。
反走样域值划分纹理技术是先把已经存在的图片，使用域值双线形插值获得 新的优化纹理，这些纹理是由不连续的多边形线构成，它是对整个纹理的描述。 在做缩小放大的渲染时，使用域值划分纹理算法，快速更新纹理。一般图片在放 大或缩小的时候会产生锯齿，如果直接使用反走样算法的话，会产生周边的模糊 效果。反走样域值划分纹理技术可以很好地把经过处理的纹理进行任意缩小或放 大，而不会降低图片清晰度。这个算法也不需要很消耗显卡性能，渲染速度不会 受到计算的影响。利用这种技术，当前的显卡可以达到每秒填充10亿个像素的速 率。如图5所示，第一个是缩放时使用一般反走样的效果图，第二个是使用反走 样域值划分纹理技术时的缩放时的效果图，第三个是原始图。所述域值划分纹理 算法和一般的反走样算法均为本领域技术人员公知技术。
步骤f.在三维空间中通过三维空间中的Portal场景切换技术、3D触发器技术、 引导精灵技术和Lua脚本等技术实现了下述连接功能，从而将各个三维幻灯片连 接成三维演示文档：
(1)下一张/前一张幻灯片，第一张/最后一张幻灯片，最近一次显示，中 止显示等一般幻灯片的控制跳转动作；
(2)用户定义显示：设计者所设定的播放次序；
(3)幻灯片(slide)：同一演示文档内的幻灯片间所设定的跳转动作。
为了实现三维幻灯片在三维场景中的连接关系，本发明采用了三维空间中的 Portal场景切换技术、3D触发器技术、引导精灵技术和Lua脚本来实现上述的连 接功能。
A)在三维空间中采用三维空间的场景Portal技术同时完成三维幻灯片和3D 空间场景的切换。3d portal技术，是在一个场景A下通过portal(入口)得以查看另 一个场景B的技术。当我们需要同时切换幻灯片和场景时，只需要移动摄像机， 使摄像机进入portal的另一边，就实现了切换场景和幻灯片的任务。在场景与幻 灯片切换的过程中，并不需要重新加载场景或者加载新场景，场景切换很流畅， 很自然。portal技术与摄像机移动可以方便的表达出前进、后退的真实感效果。
B)三维空间触发器在同一场景中只切换三维幻灯片。当鼠标或者键盘事件 触发了触发器，触发器就会调用相应的处理方法，用以切换不同的幻灯片。
C)导引精灵是用于增强连接关系代替箭头的新形式，使得角色或者动态3D 形式更具有吸引力效果。导引精灵体需要设置轨迹路线，即幻灯片之间进行连接 的轨迹，用于实现三维幻灯片之间的连接。导引精灵是和触发器结合在一起而产 生的向导精灵，主要表现为3d小精灵或者2d小精灵。鼠标点击导引精灵，从而触 发了触发器，触发器调用对应的处理方法，切换不同的幻灯片。导引精灵一般是 半透明，可以是图片、三维模型、抽象的立体符号或三维动画模型等形式，方便 制作出绚目的效果，给人以强烈的视觉冲击，留下深刻的印象。
D)执行脚本程序：执行由LUA所设计的脚本程序，本发明采用Lua脚本的 方式实现三维幻灯片的宏功能，通过一组脚本函数实现对三维场景的各种控制功 能和交互。
步骤g.如图6所示，三维演示文档内容格式接口采用分类压缩编码并结合二 进制XML格式进行数据的保存，在文件的XML树型层级结构对于模型数据或者 纹理贴图以及文字数据根据类型的不同采用不同方式的压缩方法，比如对文字数 据以及模型数据使用非失真压缩算法，而对于纹理贴图等数据进行步失原效果的 内失真压缩算法进行压缩，分类压缩后，并对整体的XML树型层级结构也进行 二进制的转换处理，最终保存成P3D(本发明定义的基于三维场景内的演示文档 文件的后缀名)格式。所述非失真压缩算法和失真压缩算法均为本领域技术人员 公知技术。
实施例2
所用设备和方法基本同实施例1，唯有不同的是，在步骤c中使用三维空间中 任意物体作为幻灯片的技术实现单个的三维幻灯片，只需要选择该物体，将其设 置为幻灯片属性，就可以实现在其上输入文字，对于三维物体对象直接做为三维 幻灯片，并在其上显示文字，本发明使用Multitexture(多重纹理技术)或者Decal 通路技术进行实现。
多重纹理技术是指3D物体上可以使用多重的纹理混合显示，达到提高渲染 效果的技术，本发明是把文字层作为多重纹理中的一层纹理，混合叠加在物体原 来的纹理之上。
3D实时渲染需要处理很多的渲染通路，其中Decal(印花)通路属于其中一 个通路，在真实的3D物体上显示文字，也可以使用该通道，显示为Decal(印花) 效果的文字内容。
本发明将成熟的二维演示文档的体系概念(指的是二维幻灯片形成幻灯片、 幻灯片之间的关连关系、剪贴画、模板库等人们已经非常熟悉的概念)抽象出来 并在三维化场景中进行实现，既有二维演示文档操作的便捷性，又实现了三维场 景内演示文档文件的效果，提高了传统演示文档的展示性、互动性以及可操作性， 同时解决了三维空间内文字的近距离模糊性，因为在三维场景内数据量大，因此 使用优化的场景剔除法减少了不必要的资源开销。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限 制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员 应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，可以简单 运用相同原理，移植到其它操作系统或者实时图形渲染引擎上，而未脱离本发明 精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当 中。
实施例1
本发明描述的一种基于三维场景内三维信息演示文档的实现方法，以 windows XP操作系统为工作环境，以ogre实时图形渲染引擎为基础，采用如下的 架构，该方法包括8个系统协同工作完成，分别为三维图形渲染引擎、三维幻灯 片生成设置系统、场景模板库系统，物件库系统，连接关系处理系统，稀少纹理 处理系统，文字输入编辑系统和三维演示文档内容格式接口。如图2所示，本发 明的基本实现流程包括以下步骤：
a)启动三维图形渲染引擎加载场景模板库，物件库并进行实时渲染；
b)使用基于雷达法的视锥场景剔除法加速实时渲染效率；
c)通过三维幻灯片生成设置系统设置三维演示文档；
d)通过文字输入编辑系统在三维幻灯片内进行文字输入编辑；
e)通过稀少纹理类处理系统进行文字清晰化处理；
f)启动演示文档幻灯片连接关系系统，将三维幻灯片连接成三维演示文档；
g)通过三维演示文档内容格式接口将三维演示文档内容保存成特定格式。
步骤a.启动三维图形渲染引擎加载类似于二维演示文档制作系统内的模板 库与物件库，在本发明中以三维化的真实场景组成模板库，物件库类似于二维演 示文档制作系统内的“剪贴画”库，本发明中以三维化真实模型库实现，然后并进 行三维视景的实时渲染。
进行步骤a的同时进行步骤b使用基于雷达法的高效视锥场景剔除算法加速 实时渲染效率，所述雷达法的高效视锥场景剔除算法为本领域技术人员公知技 术。雷达法只需要知道视角，即FOV角度、前视向量和右视向量三个参数，这三 个参数与摄像机所使用的相同，可以直接从摄像机中读取。由于雷达法的实现需 要使用FOV角度的正切值，所以需将读取出的FOV角度换算成其正切值。
也可以先将读取出的FOV角度、前视向量和右视向量进行缓冲保存，然后在 摄像机改变视角的时候再进行计算。如果视角保持不变，直接从摄像机拷贝前视 向量和右视向量，就可以创建视锥了。
如图3所示，一个点p，我们要看点p是否在视锥内，需要先求得点p的坐标， 方程式为：
h＝pc.z*2*tan(FOV/2)，w＝h*ratio；
判断点p是否在视锥内的3个条件为：
1.nearDistance＜pc.z＜fatDistance
2.-h/2＜pc.y或者pc.y＞h/2
3.-w/2＜pc.x或者pc.x＞/h/2
求得点p的坐标如满足上述3个条件，则点p在视锥内；反之，则不在。
步骤c.使用公告板技术实现缺省的三维幻灯片。由于在三维空间中，构建 的对象存在方向上的正反、前后、上下关系，为了遵循人们在二维空间中使用幻 灯片的习惯，本发明采用了三维公告板技术在三维场景中制作成三维幻灯片。如 图4所示，公告板技术以二维的平板显示在三维空间中，使三维幻灯片的正面始 终面对显示器前的操作人员，这样也使得文字内容不会到背面去。
步骤d.通过文字输入编辑系统在三维幻灯片内进行文字输入编辑；进行步 骤d的同时，即在三维幻灯片内输入文字时，步骤e也开始运行，通过反走样域值 划分纹理技术对幻灯片中的文字(在三维空间中，文字归属于颜色稀少纹理类) 进行纹理更新并输出。
反走样域值划分纹理技术是先把已经存在的图片，使用域值双线形插值获得 新的优化纹理，这些纹理是由不连续的多边形线构成，它是对整个纹理的描述。 在做缩小放大的渲染时，使用域值划分纹理算法，快速更新纹理。一般图片在放 大或缩小的时候会产生锯齿，如果直接使用反走样算法的话，会产生周边的模糊 效果。反走样域值划分纹理技术可以很好地把经过处理的纹理进行任意缩小或放 大，而不会降低图片清晰度。这个算法也不需要很消耗显卡性能，渲染速度不会 受到计算的影响。利用这种技术，当前的显卡可以达到每秒填充10亿个像素的速 率。如图5所示，第一个是缩放时使用一般反走样的效果图，第二个是使用反走 样域值划分纹理技术时的缩放时的效果图，第三个是原始图。所述域值划分纹理 算法和一般的反走样算法均为本领域技术人员公知技术。
步骤f.在三维空间中通过三维空间中的Portal场景切换技术、3D触发器技术、 引导精灵技术和Lua脚本等技术实现了下述连接功能，从而将各个三维幻灯片连 接成三维演示文档：
(1)下一张/前一张幻灯片，第一张/最后一张幻灯片，最近一次显示，中 止显示等一般幻灯片的控制跳转动作；
(2)用户定义显示：设计者所设定的播放次序；
(3)幻灯片(slide)：同一演示文档内的幻灯片间所设定的跳转动作。
为了实现三维幻灯片在三维场景中的连接关系，本发明采用了三维空间中的 Portal场景切换技术、3D触发器技术、引导精灵技术和Lua脚本来实现上述的连 接功能。
A)在三维空间中采用三维空间的场景Portal技术同时完成三维幻灯片和3D 空间场景的切换。3d portal技术，是在一个场景A下通过portal(入口)得以查看另 一个场景B的技术。当我们需要同时切换幻灯片和场景时，只需要移动摄像机， 使摄像机进入portal的另一边，就实现了切换场景和幻灯片的任务。在场景与幻 灯片切换的过程中，并不需要重新加载场景或者加载新场景，场景切换很流畅， 很自然。portal技术与摄像机移动可以方便的表达出前进、后退的真实感效果。
B)三维空间触发器在同一场景中只切换三维幻灯片。当鼠标或者键盘事件 触发了触发器，触发器就会调用相应的处理方法，用以切换不同的幻灯片。
C)导引精灵是用于增强连接关系代替箭头的新形式，使得角色或者动态3D 形式更具有吸引力效果。导引精灵体需要设置轨迹路线，即幻灯片之间进行连接 的轨迹，用于实现三维幻灯片之间的连接。导引精灵是和触发器结合在一起而产 生的向导精灵，主要表现为3d小精灵或者2d小精灵。鼠标点击导引精灵，从而触 发了触发器，触发器调用对应的处理方法，切换不同的幻灯片。导引精灵一般是 半透明，可以是图片、三维模型、抽象的立体符号或三维动画模型等形式，方便 制作出绚目的效果，给人以强烈的视觉冲击，留下深刻的印象。
D)执行脚本程序：执行由LUA所设计的脚本程序，本发明采用Lua脚本的 方式实现三维幻灯片的宏功能，通过一组脚本函数实现对三维场景的各种控制功 能和交互。
步骤g.如图6所示，三维演示文档内容格式接口采用分类压缩编码并结合二 进制XML格式进行数据的保存，在文件的XML树型层级结构对于模型数据或者 纹理贴图以及文字数据根据类型的不同采用不同方式的压缩方法，比如对文字数 据以及模型数据使用非失真压缩算法，而对于纹理贴图等数据进行步失原效果的 内失真压缩算法进行压缩，分类压缩后，并对整体的XML树型层级结构也进行 二进制的转换处理，最终保存成P3D(本发明定义的基于三维场景内的演示文档 文件的后缀名)格式。所述非失真压缩算法和失真压缩算法均为本领域技术人员 公知技术。
实施例2
所用设备和方法基本同实施例1，唯有不同的是，在步骤c中使用三维空间中 任意物体作为幻灯片的技术实现单个的三维幻灯片，只需要选择该物体，将其设 置为幻灯片属性，就可以实现在其上输入文字，对于三维物体对象直接做为三维 幻灯片，并在其上显示文字，本发明使用Multitexture(多重纹理技术)或者Decal 通路技术进行实现。
多重纹理技术是指3D物体上可以使用多重的纹理混合显示，达到提高渲染 效果的技术，本发明是把文字层作为多重纹理中的一层纹理，混合叠加在物体原 来的纹理之上。
3D实时渲染需要处理很多的渲染通路，其中Decal(印花)通路属于其中一 个通路，在真实的3D物体上显示文字，也可以使用该通道，显示为Decal(印花) 效果的文字内容。
本发明将成熟的二维演示文档的体系概念(指的是二维幻灯片形成幻灯片、 幻灯片之间的关连关系、剪贴画、模板库等人们已经非常熟悉的概念)抽象出来 并在三维化场景中进行实现，既有二维演示文档操作的便捷性，又实现了三维场 景内演示文档文件的效果，提高了传统演示文档的展示性、互动性以及可操作性， 同时解决了三维空间内文字的近距离模糊性，因为在三维场景内数据量大，因此 使用优化的场景剔除法减少了不必要的资源开销。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限 制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员 应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，可以简单 运用相同原理，移植到其它操作系统或者实时图形渲染引擎上，而未脱离本发明 精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当 中。
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