一种基于三维场景的选择性3D渲染方法

本发明涉及3d渲染，更具体地说，本发明涉及一种基于三维场景的选择性3d渲染方法。

背景技术：

1、在个性化产品设计和 3d 可视化领域，用户对定制化香水瓶设计的需求日益增长，现代 3d 渲染系统通常允许用户自由选择瓶身、喷头、瓶盖、中罩等组件，并提供交互式3d 预览，但是现有系统通常基于固定模板或手动筛选方式，传统 3d 渲染流程需要实时加载所有组件的 3d 模型数据，计算量大，容易导致延迟，尤其是在复杂的渲染场景下，影响流畅度，并且对于用户自定义的3d设计方案中组件在组装前后的形状匹配关系可能未被有效建模，导致某些组件组合后可能出现视觉或结构上的不协调，影响整体美感，用户难以直观了解其定制方案的最终呈现效果。

2、为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于三维场景的选择性3d渲染方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于三维场景的选择性3d渲染方法，具体包括以下步骤：

4、s1：通过用户的历史数据确定相似用户，确定用户对不同香水组件的评价信息，根据知识图谱中香水组件标签的位置，确定用户不同香水组件样式的关联性信息；

5、s2：在用户自定义香水渲染方案的渲染过程前，确定不同组件的推荐样式，并在后台加载推荐样式的3d模型数据；

6、s3：根据用户自定义的香水渲染方案，通过离散化分析在不同旋转角度下香水渲染方案的最长折叠边，确定香水渲染方案的渲染质量信息；

7、s4：通过香水渲染方案中组件组合渲染前后的殊标记点，确定网格上的每个殊标记点的曲率特征变化，并通过hausdorff 距离度量几何形状变化，确定香水渲染方案的匹配度信息；

8、s5：将香水渲染方案的渲染质量信息和匹配度信息进行综合性分析，确定用户香水渲染方案在三维场景中渲染的表现。

9、在一个优选地实施方式中，确定用户对不同香水组件的评价信息和关联性信息，包括：

10、收集用户选择香水组件样式的历史数据，通过协同过滤历史数据，找到与用户相似的其他用户，并基于相似用户通过加权平均的方法预测目标用户可能对未评分的组件样式感兴趣的程度，确定不同香水组件样式的评价信息，将不同香水组件样式的评价信息通过感兴趣预测值系数表示；

11、根据用户选择香水组件样式的历史数据，确定用户选择香水组样式的标签，根据香水组样式的标签在知识图谱中的位置，确定用户对其他组件样式可能感兴趣的程度，确定不同香水组件样式的关联性信息，将不同香水组件样式的关联性信息通过图谱连接距离系数表示。

12、在一个优选地实施方式中，所述感兴趣预测值系数的获取逻辑为：

13、根据用户选择香水组件样式的历史数据，获取用户历史选择香水组件样式的评分，将用户历史选择香水组件样式的评分标记为：，确定与用户选择相同香水组件样式的其他用户，并将其他用户选择香水组件样式的评分标记为：，其中，i=1、2、3、……、i，i为正整数，i为用户历史选择香水组件样式的编号，n=1、2、3、……、n，n为正整数，n为与用户选择相同香水组件样式的其他用户的编号；

14、通过余弦相似度确定度量用户行为的相似性，设置相似性阈值筛选相似用户，计算公式为：；其中，为第n个其他用户与用户的相似性；

15、获得其他用户与用户的相似性大于相似性阈值的用户，并将其他用户与用户的相似性大于相似性阈值的用户记作相似用户，通过加权平均计算用户对其他组件样式的感兴趣预测值系数，计算公式为：；其中，为第k个组件样式的感兴趣预测值系数。

16、在一个优选地实施方式中，所述图谱连接距离系数的获取逻辑为：

17、据用户选择香水组件样式的历史数据，获取用户历史选择香水组件样式的标签，将香水组件样式的标签作为知识图谱中的母节点，不同香水组件样式隶属于母节点下的子节点，节点之间通过边进行连接，边的长短表示关系的强弱；

18、根据用户历史选择香水组件样式的评分，确定不同母节点的总评分，计算公式为：，其中，为用户在不同母节点的总评分，为在第m个母节点下存在用户第q个香水组件样式的评分；

19、确定不同香水组件样式的图谱连接距离系数，计算公式为：；其中，为第k个香水组件样式的图谱连接距离系数，为第k个香水组件样式与母节点的关系权重，jd为第k个香水组件样式的母节点的总评分。

20、在一个优选地实施方式中，确定不同组件的推荐样式，包括：

21、将不同香水组件样式的评价信息和关联性信息综合性分析，通过感兴趣预测值系数和图谱连接距离系数的加权计算，确定不同香水组件样式的推荐评估系数，推荐评估系数的计算公式为：；其中，为推荐评估系数，、分别为感兴趣预测值系数、图谱连接距离系数的比例系数，、分别都大于0；

22、设置推荐评估系数阈值，将不同香水组件样式的推荐评估系数与推荐评估系数阈值进行对比，若不同香水组件样式的推荐评估系数大于推荐评估系数阈值，则将香水组件样式在用户在自定义香水渲染方案前进行加载，若不同香水组件样式的推荐评估系数小于推荐评估系数阈值，则不对香水组件样式进行任何操作。

23、在一个优选地实施方式中，确定香水渲染方案的渲染质量信息和匹配度信息，包括：

24、用户通过选择不同的香水组件样式，构成自定义香水渲染方案，通过将自定义香水渲染方案中香水各个组件组合前的渲染效果与组合后的渲染效果进行对比，确定香水渲染方案的渲染质量信息和匹配度信息，将香水渲染方案的渲染质量信息通过屏幕空间误差累计系数表示，将香水渲染方案的匹配度信息通过曲率变化量系数和几何变异度量系数表示。

25、在一个优选地实施方式中，所述屏幕空间误差累计系数的获取逻辑为：

26、在对用户自定义香水渲染方案进行渲染的过程中，通过离散化分析在不同旋转角度下香水渲染方案的最长折叠边，确定基于最长折叠边的几何误差，将以x轴为旋转轴不同旋转角度下最长折叠边的几何误差标记为：，将以y轴为旋转轴不同旋转角度下最长折叠边的几何误差标记为：，以z轴为旋转轴不同旋转角度下最长折叠边的几何误差标记为：，其中，，j为正整数，、、分别为以x轴、y轴、z轴旋转角度的编号；

27、确定自定义香水渲染方案中香水在屏幕上的高度，并将香水以x轴、y轴以及z轴不同旋转角度下在屏幕上的高度分别标记为：、以及；

28、确定自定义香水渲染方案中香水与相机的距离，并将香水以x轴、y轴以及z轴不同旋转角度下香水与相机的距离分别标记为：、以及；

29、确定相机的视场角，并将相机的视场角标记为：fov，计算屏幕空间误差累计系数，计算公式为：

30、；其中，为屏幕空间误差累计系数。

31、在一个优选地实施方式中，所述曲率变化量系数的获取逻辑为：

32、确定香水组件各个样式的特殊标记点，构建香水组件的离散网格，确定用户自定义香水渲染方案在组件组合前特殊标记点的lbo 值，将用户自定义香水渲染方案在组件组合前特殊标记点的lbo 值标记为：，将用户自定义香水渲染方案在组件组合后特殊标记点的lbo 值标记为：，其中，g=1、2、3、……、g，g为正整数，g为特殊标记点的编号；

33、计算曲率变化量系数，计算公式为：；其中，为曲率变化量系数，f(*)为拉普拉斯-贝尔特拉米算子，为l1范数。

34、在一个优选地实施方式中，所述几何变异度量系数的获取逻辑为：

35、确定用户自定义香水渲染方案中组件组合后相邻香水组件的三维模型的顶点集，将相邻两个组件的点集标记为a和b，通过hausdorff距离衡量相邻两个组件的点集之间的最大最小距离，计算公式为：；为相邻两个组件的hausdorff 距离，为集合a内点集到集合b的最小距离，为集合b内点集到集合a的最小距离；

36、获得用户自定义香水渲染方案中不同相邻香水组件的hausdorff距离，计算几何变异度量系数，计算公式为：；其中，w=1、2、3、……、l，l为正整数，w为不同相邻香水组件的编号，为几何变异度量系数。

37、在一个优选地实施方式中，确定用户香水渲染方案在三维场景中渲染的表现，包括：

38、将香水渲染方案的渲染质量信息和匹配度信息综合性分析，通过屏幕空间误差累计系数、曲率变化量系数以及几何变异度量系数进加权计算，构建香水渲染评估模型，生成香水渲染评估系数，香水渲染评估系数的计算公式为：；其中，为香水渲染评估系数，、、分别为屏幕空间误差累计系数、曲率变化量系数、几何变异度量系数的比例系数，、、分别都大于0；

39、设置香水渲染评估系数阈值，将用户自定义香水渲染方案的香水渲染评估系数与香水渲染评估系数阈值进行对比，若用户自定义香水渲染方案的香水渲染评估系数小于香水渲染评估系数阈值，则生成预警信号；

40、若用户自定义香水渲染方案的香水渲染评估系数大于香水渲染评估系数阈值，则不生成预警信号。

41、本发明的技术效果和优点：

42、本发明基于用户历史数据、知识图谱和 3d 渲染分析，优化用户自定义香水渲染方案的推荐与渲染质量，通过利用用户历史数据和知识图谱，确定相似用户，预测用户对不同香水组件的偏好，并建立香水组件样式之间的关联性，在用户进行 3d 渲染前，推荐符合用户偏好的香水组件样式，并提前加载相应的 3d 模型，提高渲染效率，通过离散化分析，评估香水组件在不同旋转角度下的几何误差，判断最长折叠边，确定整体渲染质量，并确定整体组件之间的匹配程度，对用户自定义香水渲染方案在 3d 场景中的表现进行整体评估，本发明有助于提升用户自定义香水设计的质量和交互体验，同时减少渲染计算负担，提高系统性能。