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CN115599225B - 一种用于元宇宙的模型重塑操作系统 - Google Patents

一种用于元宇宙的模型重塑操作系统 Download PDF

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CN115599225B
CN115599225B CN202211610966.8A CN202211610966A CN115599225B CN 115599225 B CN115599225 B CN 115599225B CN 202211610966 A CN202211610966 A CN 202211610966A CN 115599225 B CN115599225 B CN 115599225B
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Abstract

本发明提供了一种用于元宇宙的模型重塑操作系统，包括输入模块、重塑模块、特征存储模块，所述输入模块用于输入简易模型以及位置信息，所述特征存储模块用于保存元宇宙中各区域的特征信息，所述重塑模块基于特征信息对简易模型进行重塑优化；通过本系统只需要设定元宇宙中各区域中的模型风格，能够对简易模型进行适应性的自动重塑，大大降低构建元宇宙模型中的工作量。

Description

一种用于元宇宙的模型重塑操作系统
技术领域
本发明涉及电数字数据处理领域，具体涉及一种用于元宇宙的模型重塑操作系统。
背景技术
元宇宙，是人类运用数字技术构建的，由现实世界映射或超越现实世界，可与现实世界交互的虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间，元宇宙能够提供各种特色的虚拟环境供用户游玩，但虚拟环境的模型构建存在较大的工作量，现需要一种模型重塑系统，在保证模型高质量的前提下提升元宇宙的构建效率。
背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。
现在已经开发出了很多模型处理系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有的模型处理系统有如公开号为CN114491775B所公开的系统，这些系统中的方法包括：a1.建筑构件模型文件预处理；a2.建筑构件贴图的风格化迁移；a3.利用深度学习模型，学习不同风格的特征，用该特征将输入的原始二维或三维建筑构件进行风格变换，变换后的二维或三维建筑构件进行纹理及凹凸贴图替换。但该系统中仅仅是简单地风格替换，而无法实现将简易的模型更精致化的效果，无法提升更元宇宙的构建效率。
发明内容
本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种用于元宇宙的模型重塑操作系统。
本发明采用如下技术方案：
一种用于元宇宙的模型重塑操作系统，包括输入模块、重塑模块、特征存储模块，所述输入模块用于输入简易模型以及位置信息，所述特征存储模块用于保存元宇宙中各区域的特征信息，所述重塑模块基于特征信息对简易模型进行重塑优化；
所述输入模块包括输入接口、模型寄存器、区域寄存器和区域判断处理器，所述输入接口用于连接外部存储设备并从所述外部存储设备中获取简易模型，所述模型寄存器用于临时存储简易模型数据，所述区域寄存器用于保存元宇宙中各个区域的划分数据，所述区域判断处理器根据划分数据和简易模型的安置位置信息计算得到安置区域；
所述特征存储模块包括特征寄存器和检索单元，所述特征寄存器用于保存特征信息数据，所述检索单元用于根据编号信息获取对应的特征信息数据；
所述重塑模块包括匹配处理器和重塑处理器，所述匹配处理器用于接收带有校验码的特征信息和带有校验码的存储地址，并将两者基于校验码进行匹配，所述重塑处理器基于匹配结果获取特征信息对简易模型进行重塑操作；
进一步的，所述重塑处理器包括分解单元、部件定位单元、重塑单元和合成单元，所述分解单元用于将简易模型拆分成多个零部件，所述部件定位单元根据零部件在简易模型中的位置确定该零部件的属性，所述重塑单元根据所述属性以及特征信息对零部件进行重塑，所述合成单元将重塑后的零部件组合成完整的模型；
进一步的，所述特征存储模块还包括样品寄存器，所述样品寄存器用于保存附属部件和纹饰的具体模型数据，所述特征信息包括色调信息、结构信息、材质信息，所述色调信息用于表示模型的色彩风格，所述结构信息用于表示模型的特征结构，所述材质信息用于表示模型的使用材质，所述附属部件和纹饰根据属性和结构信息分类保存；
进一步的，所述部件定位单元根据下式计算出零部件的占比指数
Figure 79223DEST_PATH_IMAGE001
：
Figure 655698DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure 113224DEST_PATH_IMAGE003
表示整个简易模型的外接长方体体积，
Figure 225799DEST_PATH_IMAGE004
表示整个简易模型在水平面上的投影面积，
Figure 110578DEST_PATH_IMAGE005
表示整个简易模型的高度，
Figure 174349DEST_PATH_IMAGE006
分别为第一权重系数，第二权重系数和第三权重系数，
Figure 169987DEST_PATH_IMAGE007
为零部件的最小高度，
Figure 901183DEST_PATH_IMAGE008
为零部件的最大高度，
Figure 4135DEST_PATH_IMAGE009
为零部件的体积，
Figure 86361DEST_PATH_IMAGE010
为零部件在水平面上的投影面积；
所述部件定位单元根据零部件的投影区域计算出方位指数
Figure 620110DEST_PATH_IMAGE011
，所述部件定位单元根据零部件的最小高度
Figure 205812DEST_PATH_IMAGE007
和最大高度
Figure 933859DEST_PATH_IMAGE008
计算出高度指数
Figure 972222DEST_PATH_IMAGE012
：
Figure 309663DEST_PATH_IMAGE013
；
所述部件定位单元将零部件的占比指数、方位指数和高度指数根据下式进行比较得到差异度W：
Figure 218713DEST_PATH_IMAGE014
；
其中，
Figure 616196DEST_PATH_IMAGE015
分别为一种属性的占比指数、方位指数和高度指数；
所述部件定位单元将差异度最小的属性作为该零部件的属性；
进一步的，所述部件定位单元根据下式计算出零部件的方位指数
Figure 109232DEST_PATH_IMAGE016
：
Figure 250364DEST_PATH_IMAGE017
；
其中，j为虚数符号，
Figure 545079DEST_PATH_IMAGE018
为检测线与投影区域相交的线段长度，距离记为
Figure 582305DEST_PATH_IMAGE019
为相交线段与原点的距离，
Figure 595260DEST_PATH_IMAGE020
为检测线的朝向角度。
本发明所取得的有益效果是：
本系统将元宇宙中的场景区域化，并对每个区域设定特征信息，根据特征信息能够对简易的模型进行针对性地重塑，在重塑过程中，通过对简易模型进行分解，根据分解得到的零部件的位置确定零部件的属性，结合属性以及该区域的特征信息对零部件进行重塑，大大提高了元宇宙内精致化模型的构建效率。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明整体结构框架示意图；
图2为本发明输入模块构成示意图；
图3为本发明重塑模块构成示意图；
图4为本发明重塑处理器构成示意图；
图5为本发明对零部件重塑流程示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一。
本实施例提供了一种用于元宇宙的模型重塑操作系统，结合图1，包括输入模块、重塑模块、特征存储模块，所述输入模块用于输入简易模型以及位置信息，所述特征存储模块用于保存元宇宙中各区域的特征信息，所述重塑模块基于特征信息对简易模型进行重塑优化；
所述输入模块包括输入接口、模型寄存器、区域寄存器和区域判断处理器，所述输入接口用于连接外部存储设备并从所述外部存储设备中获取简易模型，所述模型寄存器用于临时存储简易模型数据，所述区域寄存器用于保存元宇宙中各个区域的划分数据，所述区域判断处理器根据划分数据和简易模型的安置位置信息计算得到安置区域；
所述特征存储模块包括特征寄存器和检索单元，所述特征寄存器用于保存特征信息数据，所述检索单元用于根据编号信息获取对应的特征信息数据；
所述重塑模块包括匹配处理器和重塑处理器，所述匹配处理器用于接收带有校验码的特征信息和带有校验码的存储地址，并将两者基于校验码进行匹配，所述重塑处理器基于匹配结果获取特征信息对简易模型进行重塑操作；
所述重塑处理器包括分解单元、部件定位单元、重塑单元和合成单元，所述分解单元用于将简易模型拆分成多个零部件，所述部件定位单元根据零部件在简易模型中的位置确定该零部件的属性，所述重塑单元根据所述属性以及特征信息对零部件进行重塑，所述合成单元将重塑后的零部件组合成完整的模型；
所述特征存储模块还包括样品寄存器，所述样品寄存器用于保存附属部件和纹饰的具体模型数据，所述特征信息包括色调信息、结构信息、材质信息，所述色调信息用于表示模型的色彩风格，所述结构信息用于表示模型的特征结构，所述材质信息用于表示模型的使用材质，所述附属部件和纹饰根据属性和结构信息分类保存；
所述部件定位单元根据下式计算出零部件的占比指数
Figure 274503DEST_PATH_IMAGE021
：
Figure 925190DEST_PATH_IMAGE022
；
其中，
Figure 133317DEST_PATH_IMAGE023
表示整个简易模型的外接长方体体积，
Figure 367989DEST_PATH_IMAGE024
表示整个简易模型在水平面上的投影面积，
Figure 585344DEST_PATH_IMAGE025
表示整个简易模型的高度，
Figure 323493DEST_PATH_IMAGE026
分别为第一权重系数，第二权重系数和第三权重系数，
Figure 233680DEST_PATH_IMAGE007
为零部件的最小高度，
Figure 460043DEST_PATH_IMAGE008
为零部件的最大高度，
Figure 215509DEST_PATH_IMAGE009
为零部件的体积，
Figure 339323DEST_PATH_IMAGE010
为零部件在水平面上的投影面积；
所述部件定位单元根据零部件的投影区域计算出方位指数
Figure 420412DEST_PATH_IMAGE027
，所述部件定位单元根据零部件的最小高度
Figure 895255DEST_PATH_IMAGE007
和最大高度
Figure 752615DEST_PATH_IMAGE008
计算出高度指数
Figure 996515DEST_PATH_IMAGE028
：
Figure 514084DEST_PATH_IMAGE029
；
所述部件定位单元将零部件的占比指数、方位指数和高度指数根据下式进行比较得到差异度W：
Figure 505917DEST_PATH_IMAGE030
；
其中，
Figure 134345DEST_PATH_IMAGE031
分别为一种属性的占比指数、方位指数和高度指数；
所述部件定位单元将差异度最小的属性作为该零部件的属性；
所述部件定位单元根据下式计算出零部件的方位指数
Figure 232751DEST_PATH_IMAGE032
：
Figure 921221DEST_PATH_IMAGE033
；
其中，j为虚数符号，
Figure 606542DEST_PATH_IMAGE034
为检测线与投影区域相交的线段长度，距离记为
Figure 773082DEST_PATH_IMAGE035
为相交线段与原点的距离，
Figure 460415DEST_PATH_IMAGE036
为检测线的朝向角度。
实施例二。
本实施例包含了实施例一中的全部内容，提供了一种用于元宇宙的模型重塑操作系统，包括输入模块、重塑模块、特征存储模块，所述输入模块用于输入简易模型以及位置信息，所述特征存储模块用于保存元宇宙中各区域的特征信息，所述重塑模块基于特征信息对简易模型进行重塑优化；
结合图2，所述输入模块包括输入接口、模型寄存器、区域寄存器和区域判断处理器，所述输入接口用于连接外部存储设备并从所述外部存储设备中获取简易模型，所述模型寄存器用于临时存储简易模型数据，所述区域寄存器用于保存元宇宙中各个区域的划分数据，所述区域判断处理器根据划分数据和简易模型的安置位置信息计算得到安置区域，所述安置位置信息包含于简易模型数据中；
所述区域寄存器中通过至少三个坐标点来表示一个元宇宙的一个区域，用点集
Figure 54207DEST_PATH_IMAGE037
表示，其中，j表示区域的序号，i表示一个区域中坐标点的序号，将点集中的坐标点按照顺序连接后能够得到封闭线，封闭线围成的区域为元宇宙的一个区域；
所述区域判断处理器判断简易模型安置区域的过程包括如下步骤：
S1、获取一个区域的点集；
S2、以安置位置坐标点
Figure 194202DEST_PATH_IMAGE038
为起点，点集中的坐标点
Figure 898852DEST_PATH_IMAGE039
为终点处理得到向量
Figure 440692DEST_PATH_IMAGE040
；
S3、计算得到每个向量
Figure 698062DEST_PATH_IMAGE040
的方向
Figure 325352DEST_PATH_IMAGE041
：
Figure 833694DEST_PATH_IMAGE042
；
其中，
Figure 495619DEST_PATH_IMAGE043
为正方向上的单位向量；
S4、将
Figure 431214DEST_PATH_IMAGE044
按照从小到大的顺序排列；
S5、计算间隔角
Figure 545801DEST_PATH_IMAGE045
：
Figure 93719DEST_PATH_IMAGE046
；
其中，n为该区域点集中坐标点的数量；
S6、计算出间隔角
Figure 610151DEST_PATH_IMAGE047
：
Figure 982226DEST_PATH_IMAGE048
；
S7、统计出所有间隔角中
Figure 584109DEST_PATH_IMAGE049
中是否存在超过
Figure 168674DEST_PATH_IMAGE050
的角度，若存在，则安置位置坐标点
Figure 805192DEST_PATH_IMAGE051
在该区域外，反之，则安置位置坐标点
Figure 112283DEST_PATH_IMAGE051
在该区域内；
所述区域判断处理器将安置区域的编号信息的校验码发送给所述特征存储模块，将简易模型的存储地址和校验码发送给所述重塑模块；
所述特征存储模块接收到安置区域的编号信息后，将该区域的特征信息和校验码发送给所述重塑模块；
所述特征存储模块包括特征寄存器和检索单元，所述特征寄存器用于保存特征信息数据，所述检索单元用于根据编号信息获取对应的特征信息数据；
结合图3，所述重塑模块包括匹配处理器和重塑处理器，所述匹配处理器用于接收带有校验码的特征信息和带有校验码的存储地址，并将两者基于校验码进行匹配，所述重塑处理器基于匹配结果获取特征信息对简易模型进行重塑操作；
所述特征信息包括色调信息、结构信息、材质信息，所述色调信息用于表示模型的色彩风格，所述结构信息用于表示模型的特征结构，所述材质信息用于表示模型的使用材质；
结合图4，所述重塑处理器包括分解单元、部件定位单元、重塑单元和合成单元，所述分解单元用于将简易模型拆分成多个零部件，所述部件定位单元根据零部件在简易模型中的位置确定该零部件的属性，所述重塑单元根据所述属性以及特征信息对零部件进行重塑，所述合成单元将重塑后的零部件组合成完整的模型；
结合图5，所述重塑单元对零部件进行重塑的过程包括如下步骤：
S21、根据属性和材质信息重新设定零部件的形状，例如，木材制成的柱子为圆柱形，石材制成的柱子为方柱形，其中，柱子为属性，木材、石材为材质信息；
S22、根据属性和结构信息在零部件上添加附属部件或在零部件上添加纹饰；
S23、根据属性和色调信息对零部件进行染色处理；
所述特征存储模块还包括样品寄存器，所述样品寄存器用于保存附属部件和纹饰的具体模型数据，所述附属部件和纹饰根据属性和结构信息分类保存；
所述重塑单元能够根据所述属性和结构信息在所述样品寄存器中找到对应的附属部件和纹饰；
所述部件定位单元检测出零部件的体积，记为
Figure 732620DEST_PATH_IMAGE052
，所述部件定位单元将零部件在水平面上进行投影，得到一个投影区域以及投影面积
Figure 652035DEST_PATH_IMAGE053
，所述部件定位单元检测出零部件的高度跨度
Figure 441261DEST_PATH_IMAGE054
；
所述部件定位单元根据下式计算出零部件的占比指数
Figure 889560DEST_PATH_IMAGE055
：
Figure 731614DEST_PATH_IMAGE056
；
其中，
Figure 923561DEST_PATH_IMAGE057
表示整个简易模型的外接长方体体积，
Figure 534671DEST_PATH_IMAGE058
表示整个简易模型在水平面上的投影面积，
Figure 923845DEST_PATH_IMAGE059
表示整个简易模型的高度，
Figure 987616DEST_PATH_IMAGE060
分别为第一权重系数，第二权重系数和第三权重系数；
上述三个权重系数由元宇宙设计人员自行设定，但需满足下述关系：
Figure 248833DEST_PATH_IMAGE061
；
例如，
Figure 714450DEST_PATH_IMAGE062
；
所述部件定位单元根据零部件的投影区域计算出方位指数
Figure 238972DEST_PATH_IMAGE063
，具体方法包括如下步骤：
S31、以整个简易模型在水平面的投影中心为原点建立坐标系；
S32、设置一条检测线，所述检测线为以原点为起点的射线并能绕原点转动；
S33、将检测线旋转
Figure 557083DEST_PATH_IMAGE064
角，并测量出检测线与投影区域相交的线段长度以及该线段与原点的距离，线段长度记为
Figure 621991DEST_PATH_IMAGE065
，距离记为
Figure 942114DEST_PATH_IMAGE066
，其中，
Figure 637537DEST_PATH_IMAGE067
为检测线的朝向角度；
S34、重复步骤S33，使得所述检测线旋转一周；
S35、根据下式计算出方位指数
Figure 675901DEST_PATH_IMAGE068
：
Figure 777455DEST_PATH_IMAGE069
；
其中，j为虚数符号；
在步骤S33中，
Figure 686505DEST_PATH_IMAGE070
的值能够被
Figure 83989DEST_PATH_IMAGE071
整除，例如，
Figure 344069DEST_PATH_IMAGE072
为
Figure 485200DEST_PATH_IMAGE073
；
所述部件定位单元根据零部件的高度跨度
Figure 750222DEST_PATH_IMAGE074
计算出高度指数
Figure 849765DEST_PATH_IMAGE075
：
Figure 597141DEST_PATH_IMAGE076
；
所述部件定位单元将零部件的占比指数、方位指数和高度指数根据下式进行比较得到差异度W：
Figure 276384DEST_PATH_IMAGE077
；
其中，
Figure 738456DEST_PATH_IMAGE078
分别为一种属性的占比指数、方位指数和高度指数；
所述部件定位单元将差异度最小的属性作为该零部件的属性。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。

Claims (1)

1.一种用于元宇宙的模型重塑操作系统，其特征在于，包括输入模块、重塑模块、特征存储模块，所述输入模块用于输入简易模型以及安置位置信息，所述特征存储模块用于保存元宇宙中各区域的特征信息，所述重塑模块基于特征信息对简易模型进行重塑优化；
所述输入模块包括输入接口、模型寄存器、区域寄存器和区域判断处理器，所述输入接口用于连接外部存储设备并从所述外部存储设备中获取简易模型，所述模型寄存器用于临时存储简易模型数据，所述区域寄存器用于保存元宇宙中各个区域的划分数据，所述区域判断处理器根据划分数据和简易模型的安置位置信息计算得到安置区域；
所述特征存储模块包括特征寄存器和检索单元，所述特征寄存器用于保存特征信息数据，所述检索单元用于根据编号信息获取对应的特征信息数据；
所述重塑模块包括匹配处理器和重塑处理器，所述匹配处理器用于接收带有校验码的特征信息和带有校验码的存储地址，并将两者基于校验码进行匹配，所述重塑处理器基于匹配结果获取特征信息对简易模型进行重塑操作；
所述重塑处理器包括分解单元、部件定位单元、重塑单元和合成单元，所述分解单元用于将简易模型拆分成多个零部件，所述部件定位单元根据零部件在简易模型中的位置确定该零部件的属性，所述重塑单元根据所述属性以及特征信息对零部件进行重塑，所述合成单元将重塑后的零部件组合成完整的模型；
所述特征存储模块还包括样品寄存器，所述样品寄存器用于保存附属部件和纹饰的具体模型数据，所述特征信息包括色调信息、结构信息、材质信息，所述色调信息用于表示模型的色彩风格，所述结构信息用于表示模型的特征结构，所述材质信息用于表示模型的使用材质，所述附属部件和纹饰根据属性和结构信息分类保存；
所述部件定位单元根据下式计算出零部件的占比指数P：
Figure QLYQS_1
；
其中，
Figure QLYQS_3
表示整个简易模型的外接长方体体积，
Figure QLYQS_4
表示整个简易模型在水平面上的投影面积，
Figure QLYQS_5
表示整个简易模型的高度，
Figure QLYQS_6
分别为第一权重系数，第二权重系数和第三权重系数，
Figure QLYQS_7
为零部件的最小高度，
Figure QLYQS_8
为零部件的最大高度，
Figure QLYQS_9
为零部件的体积，
Figure QLYQS_2
为零部件在水平面上的投影面积；
所述部件定位单元根据零部件的投影区域计算出方位指数
Figure QLYQS_10
，所述部件定位单元根据零部件的最小高度
Figure QLYQS_11
和最大高度
Figure QLYQS_12
计算出高度指数
Figure QLYQS_13
：
Figure QLYQS_14
；
所述部件定位单元将零部件的占比指数、方位指数和高度指数根据下式进行比较得到差异度W：
Figure QLYQS_15
；
其中，
Figure QLYQS_16
分别为一种属性的占比指数、方位指数和高度指数；
所述部件定位单元将差异度最小的属性作为该零部件的属性；
所述部件定位单元根据下式计算出零部件的方位指数
Figure QLYQS_17
：
Figure QLYQS_18
；
其中，j为虚数符号，
Figure QLYQS_19
为检测线与投影区域相交的线段长度，距离记为
Figure QLYQS_20
为相交线段与原点的距离，
Figure QLYQS_21
为检测线的朝向角度。
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