[發明專利]基于紋理映射技術的視景仿真系統矢量數據動態繪制方法

無效

• 申請號: 201210536505.0
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103218840A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 楊方廷;劉玉明;宿春慧;韓哲;管文艷;曹偉偉
• 申請（專利權）人: 航天科工仿真技術有限責任公司
• 主分類號: G06T13/20
• 分類號: G06T13/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及虛擬現實技術應用領域，特別是涉及在視景仿真系統中實現矢量數據的動態更新和實時繪制的方法。?

背景技術

矢量數據在視景仿真系統中的動態繪制，可將代表諸如城市、界域、河流水系、道路、管網等內容的矢量數據動態映射到用于視景顯示的三維場景模型中，實現矢量數據與三維場景模型的有機融合、動態繪制和實時顯示，可廣泛應用于以城市規劃、水利規劃、戰場態勢、通訊網絡、水油氣電管網等為代表的視景仿真系統中。?

長期以來，矢量數據在視景仿真系統中的應用主要采用1)利用專業建模工具將矢量數據生成三維場景模型和2)利用專業圖形處理工具將矢量數據疊加在紋理上再生成三維場景模型等靜態繪制方法。場景模型一旦生成將很難改變，無法實現矢量數據的動態加載和動態繪制，無法在視景仿真系統中動態呈現以點、線、面為主要特征的矢量數據。?

紋理映射技術是一種為了顯示表面幾何無法表示的細節特征，而逐點改變表面屬性的方法，可以在大幅減少場景多邊形數的同時豐富場景表現。圖形工業標準OpenGL支持多重紋理映射，即在同一個幾何體上映射和混合多個紋理圖像，最多可支持8個映射通道。這項技術為視景仿真系統中矢量數據的動態繪制提供了技術基礎。?

發明內容

本發明的目的是解決視景仿真系統中矢量數據的動態繪制問題，滿足與實物沙盤、實物控制面板等控制系統的交互和實時動態控制。?

基于紋理映射技術實時將矢量數據所代表的點、線、面等信息通過正投影的方式疊加在三維場景模型中，可以有效實現代表不同含義的矢量數據在視景仿真系統中與三維場景模型進行有機融合，并能實時對矢量數據的數據源、顏色及狀態進行改變和更新，從而實現對各種不同文化特征的矢量數據進行有效控制。?

本發明的目的可以通過以下技術方案實現。?

一種基于紋理映射技術的視景仿真系統矢量數據動態繪制方法，其包括以下步驟：?

步驟一：初始化視景仿真系統場景圖和矢量數據庫，創建和初始化用于矢量數據投影融合的場景模型節點，創建和初始化矢量數據節點及其矩陣節點，并將數據節點作為矩陣節點的子節點，完成場景樹構建。?

其中，矢量數據以常見的*.shp格式為代表。?

步驟二：創建并設置矢量數據矩陣節點的更新回調，動態改變矢量數據的加載、釋放、數據節點屬性(如位置、狀態、顏色、材質、光照等)的獲取和設置。?

更新回調主要保證矢量數據按需動態加載、節點屬性動態更新等。?

步驟三：創建并鏈接與實物控制系統(如實物沙盤、專用控制面板或控制系統等)的串口數據通訊，實時接收控制數據，?并通過步驟二創建的更新回調來控制矢量數據的動態繪制。?

步驟四：創建并設置覆蓋節點，將步驟一創建的數據矩陣節點作為覆蓋節點的覆蓋場景圖，設置覆蓋節點的最低投影面高程，同時將步驟一創建的場景模型節點作為覆蓋節點的子節點。?

步驟五：將覆蓋節點作為子節點加入到場景樹中，包含矢量數據在內的所有場景進行實時渲染繪制。?

需要注意的是，在本發明中，上述步驟一至五并非是嚴格按時間和/或先后順序進行的，其中的不同步驟可以同時進行或者適當地調換順序。?

本發明的優點在于通過將矢量數據以場景對象的方式動態加載到場景中，并使用多重紋理映射技術將矢量數據實時疊加在場景模型上，實現矢量數據在場景模型上的融合顯示，并通過串口與實物控制系統進行數據通訊，進而控制視景仿真系統動態改變顯示的矢量數據源、顯示狀態(如顯示、隱藏、釋放等)和顯示屬性(如顏色、材質、紋理、光照等)。相比于1)利用專業建模工具將矢量數據生成三維場景模型和2)利用專業圖形處理工具將矢量數據疊加在紋理上再生成三維場景模型等靜態繪制方法，該方法大幅度減少了場景多邊形繪制數量和場景模型生成時間，解決了長期以來無法動態改變矢量數據的問題，提升了系統的實時性、可移植性和可擴展性。?

附圖說明

圖1為根據本發明的一個實施方式的視景仿真系統矢量數據動態繪制的應用場景圖；?

圖2為根據本發明的一個實施方式的視景仿真系統矢量數據動態繪制的流程圖。?

圖3為本發明的一個實施方式的視景仿真系統矢量數據動態繪制的各個節點間的關系圖。?

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的描述。?

本發明的一個實施方式的應用場景如圖1所示。?