(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210314898.4 (22)申请日 2022.03.28 (71)申请人 杭州群核信息技 术有限公司 地址 310000 浙江省杭州市江干区九环路9 号3幢2楼208室 (72)发明人 张海林　唐睿　施佳俊　郑家祥　 周文　 (74)专利代理 机构 杭州天勤知识产权代理有限 公司 33224 专利代理师 曹兆霞 (51)Int.Cl. G06T 15/00(2011.01) G06T 15/50(2011.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/774(2022.01) (54)发明名称 三维场景由渲染真实到物理真实的转换方 法 (57)摘要 本发明公开了一种三维场景由渲染真实到 物理真实的转换方法， 通过灯光转换、 材质转换、 材质分类、 模型拆分与聚类、 模型语义标注、 模型 碰撞体检测、 动画模型转换步骤， 极大地提高了 渲染真实场景到物理真实场景的转换效率， 得到 的物理真实场景能更好地通过VR/AR/MR的方式 进行展示。 由于转换效率的提升， 大量的渲染真 实场景可以成为物理真实场景， 为机器人的虚拟 仿真提供 更多的真实数据。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114842116 A 2022.08.02 CN 114842116 A 1.一种三维场景由渲染真实到物理真实的转换 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 从渲染真实场景中提取灯光、 渲染材质、 三维模型以及配置信息； 步骤2， 灯光 转换： 将提取的灯光 转换成物理真实场景 所需灯光； 步骤3， 材质转换： 利用基于数据驱动的材质参数域转换方式将提取的渲染材质转换成 物理真实场景 所需的渲染材质； 步骤4， 材质分类： 利用材质分类器对物理真实场景所需的渲染材质进行物理材质分 类， 以确定渲染材质对应的物理材质； 步骤5， 模型拆分与 聚类： 基于网格连通域识别对提取的三维模型进行细粒度拆分， 以 得到多个子模型， 对每 个子模型基于欧式距离进行模型空间聚类； 步骤6， 模型语义标注： 利用基于web的模型语义标注工具对每 个子模型进行语义标注； 步骤7， 模型碰撞体检测： 利用改进的V ‑HACD算法对子模型进行碰撞体检测， 以标注碰 撞体模型； 步骤8， 动画模型转换： 将配置信息中的动画信息和子模型转换成动画模型； 步骤9， 提取步骤2 ‑步骤8的处 理结果封装成物理真实场景 数据。 2.根据权利要求1所述的三维场景由渲染真实到物 理真实的转换方法， 其特征在于， 灯 光转换时， 根据转换公 式T1＝a*S1， 实现提取的灯光S1到物理真实场景所需灯光T1的转换， a为转换系数， 灯光 参数不同， a值 不同。 3.根据权利要求1所述的三维场景由渲染真实到物 理真实的转换方法， 其特征在于， 所 述利用基于数据驱动的材质参数域转换方式将提取的渲染材质转换成物理真实场景所需 的渲染材质， 包括： 首先， 记物理真实场景所需的渲染材质为 记从渲染真实场景提取的渲染材质为θ， 则 转换目标即是学习映射函数f使得满足 学习时， 约束条件为多个已匹配的材质 参数对 满足公式(1)： 其中， 和 分别表示渲染真实的渲染器与物理真实的渲染器在同样的灯光场 景下的渲染结果； 利用通过上述方式学习的映射函数f将提取的渲染材质 θ转换成物理真实场景所需的 渲染材质 4.根据权利要求1所述的三维场景由渲染真实到物 理真实的转换方法， 其特征在于， 材 质分类时， 采用的材质分类器是基于物理真实场景所需的渲 染材质与物理材质形成的数据 对训练得到的分类 器， 其中， 物理材质包括摩擦力、 密度、 反弹系数。 5.根据权利要求1所述的三维场景由渲染真实到物 理真实的转换方法， 其特征在于， 模 型拆分时， 所述基于网格连通 域识别对提取的三维模型进行细粒度拆分， 包括： 将三维模型的网格拓扑抽象为描述面片邻接关系的无向图， 计算无向图的连通分量， 将每个连通分量对应的网格拓扑拆分为1个子模型， 以实现对三维模型 的原始网络的细粒 度拆分；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114842116 A 2模型聚类时， 所述对每 个子模型基于欧式距离进行模型空间聚类， 包括： 针对每个子模型对应的网格顶点集合， 计算两两网格顶点之间的最近欧式距离， 并根 据欧式距离构建邻接矩阵， 依据邻接矩阵进行层次聚类， 以实现对子模型 的组件依据标签 进行空间重组。 6.根据权利要求1所述的三维场景由渲染真实到物 理真实的转换方法， 其特征在于， 模 型语义标注时， 采用的基于web的模型语义标注工具内嵌有标注信息， 通过web端进行语义 标注时， 为框选组件提供备选语义标签和组合功能， 通过确认功能标签和/或组合功能完成 语义标注。 7.根据权利要求1所述的三维场景由渲染真实到物 理真实的转换方法， 其特征在于， 模 型碰撞体 检测时， 利用改进的V ‑HACD算法对子模型进行碰撞体 检测， 包括： 在利用V‑HACD算法对子模型进行碰撞体检测时， 对于面片模型， 生成长方体碰撞体， 该 长方体碰撞体比面片模型对应的真实物体高0 ‑1cm； 在利用V‑HACD算法对子模型进行碰撞体检测时， 通过约束vhacd体素化阶段体素空间 最大体素量， 保证所开的数组长度不超过分配上限， 同时不占用过高的内存， 以保证程序正 常运行而不崩溃或发生阻塞。 8.根据权利要求1所述的三维场景由渲染真实到物 理真实的转换方法， 其特征在于， 动 画模型转换时， 针对带有动画信息的子模型， 解析配置信息中的动画信息得到转换信息和 模型层级关系信息， 并将转换信息和模型层级关系信息转换成物理约束信息， 将子模型 的 模型信息与物理约束信息绑定， 形成动画模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114842116 A 3