[發(fā)明專利]一種基于場景漫游的虛擬森林仿真信息多級聯(lián)動方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210076769.2
• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN102646287A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董天陽;夏佳佳;范菁;蘇中原
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T15/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域，涉及的是一種基于場景漫游的虛擬森林仿真信息多級聯(lián)動方法及其系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

大規(guī)模的虛擬森林場景仿真包含了在動態(tài)環(huán)境影響下不同時空尺度的樹木生長變化情況。在時空尺度上可以將森林場景分為三種不同粒度場景：細(xì)粒度單木場景、中粒度林分場景和粗粒度全林分場景?，F(xiàn)有的森林仿真系統(tǒng)一般都是針對各自特定的應(yīng)用需求，采用對應(yīng)的一種生長模型或仿真技術(shù)來進(jìn)行單一粒度的森林生長仿真。這些系統(tǒng)往往都是針對個性化需求單獨(dú)設(shè)計(jì)和開發(fā)的，當(dāng)用戶需要從一個粒度的場景轉(zhuǎn)換到另一個粒度的場景時需要根據(jù)樹木生長模型和環(huán)境因素進(jìn)行重新計(jì)算，其計(jì)算過程非常耗時。由于這些虛擬森林仿真系統(tǒng)沒有建立不同粒度場景信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，因此，無法從一種粒度的仿真場景快速轉(zhuǎn)換到另一種粒度的仿真場景，嚴(yán)重影響了大規(guī)模森林場景繪制和漫游速度。事實(shí)上，通過分析和識別虛擬森林場景的漫游操作，并利用不同粒度森林場景仿真信息之間的關(guān)聯(lián)和映射關(guān)系，可以實(shí)現(xiàn)虛擬森林場景信息的快速聯(lián)動和場景變換，從而加快大規(guī)模森林場景的繪制速度，提升虛擬森林場景漫游的實(shí)時性。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于不同粒度森林仿真場景變換時需要利用不同的生長模型重新計(jì)算而產(chǎn)生的耗時過長問題，本發(fā)明提供一種能利用不同粒度場景信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并通過樹木生物量的修正計(jì)算，快速獲取新粒度森林場景中的樹木生物量為主的基于場景漫游的虛擬森林仿真信息多級聯(lián)動方法及其系統(tǒng)。?

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的：?

一種基于場景漫游的虛擬森林仿真信息多級聯(lián)動方法，該方法包括如下步驟：?

(1)利用森林生長模型計(jì)算各樹木的生物量大小，并根據(jù)計(jì)算得到的各樹木生物量大小從場景數(shù)據(jù)庫中查找與樹木生物量相對應(yīng)的樹木可視化模型，在計(jì)算機(jī)屏幕上繪制虛擬森林場景；?

(2)通過自動方式識別虛擬森林仿真場景實(shí)時交互漫游過程中的仿真事件，并確定仿真事件的事件標(biāo)識和事件類型；?

(3)實(shí)時獲取仿真事件發(fā)生時的仿真場景參數(shù)，并從所述的仿真場景參數(shù)中提取出當(dāng)前視點(diǎn)與虛擬森林仿真場景中各樹木生長位置之間的距離，形成視點(diǎn)與樹木的視距對照表；所述的樹木生長位置是樹木在虛擬森林場景中生長地點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息，所述的仿真場景參數(shù)包括用戶視點(diǎn)位置、各樹木的生長位置、各樹木的生物量和各樹木的三維模型信息；?

(4)根據(jù)仿真事件引起的場景視角或視點(diǎn)的變化，重新計(jì)算用戶新視點(diǎn)的位置，并計(jì)算新視點(diǎn)與虛擬森林仿真場景中各樹木生長位置之間的距離，形成新視點(diǎn)與樹木的視距對照表；所述的新視點(diǎn)是指進(jìn)行仿真事件操作后虛擬森林仿真的視角或視點(diǎn)會發(fā)生變化，從而產(chǎn)生的不同于當(dāng)前視點(diǎn)的用戶視點(diǎn)；?

(5)根據(jù)視點(diǎn)與樹木的視距對照表、新視點(diǎn)與樹木的視距對照表中各樹木的視距大小，并通過對不同粒度場景的視距區(qū)間的比對，確定進(jìn)行粒度轉(zhuǎn)換時的虛擬森林仿真信息的聯(lián)動方式；所述的虛擬森林仿真信息的聯(lián)動方式包括：大粒度轉(zhuǎn)換到小粒度和小粒度轉(zhuǎn)換到大粒度；?

(6)根據(jù)選定的虛擬森林仿真信息聯(lián)動方式確定虛擬森林場景中修正樹木生物量的聯(lián)動策略，并利用所述的聯(lián)動策略對原樹木生物量進(jìn)行修正得到新虛擬森林仿真場景中的新樹木生物量；所述的樹木生物量替換策略可以是：中或細(xì)粒度場景到粗粒度場景、粗或細(xì)粒度場景到中粒度場景、中或粗粒度場景到細(xì)粒度場景三種方式中任一種；?

(7)利用修正后的新樹木生物量，從場景數(shù)據(jù)庫中查找與新樹木生物量相對應(yīng)的樹木可視化模型，在計(jì)算機(jī)屏幕上重新繪制虛擬森林場景。?

進(jìn)一步，所述步驟(1)中，所述的森林生長模型至少是細(xì)粒度、中粒度、粗粒度的森林生長模型中的一種，所述的樹木生物量是指樹木在設(shè)定時間內(nèi)積累的有機(jī)質(zhì)總量，用單位時間積累的平均質(zhì)量來表示，所述的樹木可視化模型是三維樹木模型、樹木圖片或其它表示樹木的符號。?

再進(jìn)一步，所述步驟(2)中，所述的仿真事件是用戶通過鼠標(biāo)、鍵盤和操作手柄中至少一種設(shè)備進(jìn)行的虛擬森林場景漫游操作，所述的仿真事件標(biāo)識是標(biāo)記仿真事件唯一編碼，用于識別仿真事件對象，所述的事件類型是平移、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小操作中的一種。?

更進(jìn)一步，所述步驟(5)中，轉(zhuǎn)換方式包括以下六種：粗粒度全林分場景到中粒度林分場景、粗粒度全林分場景到細(xì)粒度單木場景、中粒度林分場景到細(xì)粒度單木場景、細(xì)粒度單木場景到中粒度林分場景、細(xì)粒度單木場景到粗粒度全林分場景和中粒度林分場景到粗粒度全林分場景。?