[發明專利]一種三維場景的裁剪方法

無效

• 申請號: 201110351830.5
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102496179A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 李成名;殷勇;馬照亭;孫偉;趙占杰;印潔;沈濤;趙園春;焦孟凱;路文娟;方馳宇;張成成;孫隆祥;丁圣陶;劉曉麗;洪志遠
• 申請（專利權）人: 中國測繪科學研究院
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;張煥亮

技術領域

本發明涉及一種三維場景的裁剪方法。

背景技術

隨著數字城市三維地理空間基礎框架建設的推進，我國許多城市已逐步建成了覆蓋中心城區的數字城市三維地圖(場景)模型數據，并在城區規劃、文物保護等方面獲得了廣泛的應用。而在許多三維地圖的實際應用中，用戶僅關心與其自身業務相關的局部場景，此時便需要對三維地圖進行裁剪，以便只保留與相關業務有關的場景，裁掉無關的場景，避免產生不必要的三維數據冗余。

目前，在地質學和醫學上存在一些處理三維模型裁剪的方法，但僅針對單個三維模型剖面的裁剪。而三維地圖中的場景通常是由多個復雜的三維地理模型組成，這些針對單個三維模型剖面進行裁剪的方法難以勝任對于復雜三維模型的裁剪。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種三維場景的裁剪方法，以實現對于復雜三維模型的裁剪。

本發明提供的一種三維場景的裁剪方法，包括以下步驟：

A、在三維場景中選擇興趣圖層；

B、對所述興趣圖層進行粗裁剪后，細裁剪所述興趣圖層；

C、對裁剪出的興趣圖層進行重構。

由上可以看出，本發明方法能夠實現復雜三維模型的裁剪。

在上述方法中，在所述步驟A之前還包括以下步驟：

對所述三維場景進行裁剪預處理，包括：將現實世界中具有共同屬性的地物歸屬為一個圖層，將同一圖層內位置相鄰的多個模型劃分為數據區、數據塊；以數據區、數據塊的范圍框作為模型的空間索引。

在上述方法中，為模型建立所述空間索引的步驟如下：

a、將該圖層中的所有模型加入到一個數據區中，計算此數據區的范圍框；

b、設置該圖層中數據區劃分粒度的闕值；其中，所述數據區劃分粒度的闕值為數據區中模型的個數或數據區中模型占用內存的大小；

c、判斷該數據區是否滿足所述闕值：若滿足，則以此數據區的范圍框作為模型的空間索引；否則，從此數據區中心位置起將此數據區按照四叉樹數據結構劃分為四個區后進入下一步；

d、計算劃分出的每個區的范圍框，并重復步驟c，直到這一圖層中的剩余的模型個數或模型占用內存的大小低于數據區劃分粒度的闕值，此時將剩余的所有模型加入到一個數據塊中，計算此數據塊的范圍框；

e、設置該圖層中數據塊劃分粒度的闕值；其中，所述數據塊劃分粒度的闕值為數據塊中模型的個數或模型占用內存的大小；

f、判斷該數據塊是否滿足所述闕值：若滿足，則以此數據塊的范圍框作為模型的空間索引；否則，從此數據塊中心位置起將此數據區按照四叉樹數據結構劃分為四個塊后進入下一步；

g、計算劃分出的每個塊的范圍框，并重復步驟f，直到這一圖層中的剩余模型個數或剩余模型占用內存的大小等于或低于數據塊劃分粒度的闕值。

由上可以看出，通過上述的預處理對三維場景海量數據的管理和調度，利于使用者提取出需要的數據層，過濾掉不需要的數據層。

在上述方法中，步驟B所述粗裁剪包括：

直接排除位于所述興趣圖層的裁剪域以外的數據區、數據塊和/或模型，同時將位于所述興趣圖層的裁剪域以內的數據區、數據塊和/或模型作為全部/部分裁剪結果直接返回。

由上可以看出，對于所述興趣圖層的粗裁剪不但可以有效節約內存，還可以提高大范圍三維場景的裁減速度。

在上述方法中，步驟B所述細裁剪包括：

對模型頂面三角面片、模型立面三角面片的三維裁剪；其中，

對于模型頂面三角面片的三維裁剪包括以下步驟：

i、利用多邊形裁剪算法，求出模型頂面三角面片與興趣圖層裁剪域的相交多邊形；

ii、利用線性內插算法，求出相交多邊形上各頂點的紋理坐標值；

iii、利用平面多邊形的三角剖分算法，求出相交多邊形的剖分三角面片集；

對于模型立面三角面片的三維裁剪包括以下步驟：

I、判斷模型立面三角面片的某一邊與興趣圖層裁剪域的位置關系：如果模型立面三角面片的某一邊在興趣圖層裁剪域內，則將該立面三角面片放入裁剪立面三角面片集中；如果模型立面三角面片的某一邊與興趣圖層裁剪域相交，則進行下一步；否則，對下一個模型立面三角面片進行上述判斷；