[發明專利]一種三維場景中實現地形透明的方法

有效

• 申請號: 201710846040.1
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107833269B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 賀晉芝;俞蔚
• 申請（專利權）人: 浙江科瀾信息技術有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T17/05
• 代理公司: 浙江杭知橋律師事務所 33256
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

本發明提出了一種三維場景中實現地形透明的方法，其包括如下步驟：步驟1)、繪制位于地面以下，被地面遮擋住且想要透過地面看到的物體。步驟2)、構建地形瓦片節點，并剔除被遮擋的地形瓦片節點。步驟3)、繪制地形瓦片節點。通過本發明使得三維場景中的地形可以任意透明度顯示，透明度可以調節，當視點在地面以上時也可以看到地下的物體，將地下構造、地下管線布局清楚地置于用戶面前，為用戶提供了一種簡單、方便、直觀的方式，有助于用戶更好地利用地下空間做出城市規劃和輔助決策。同時，本發明提出的針對球面地形的遮擋瓦片剔除算法也可以減少繪制不必要的節點，提高渲染效率。

技術領域

本發明涉及空間地理信息系統技術領域，尤其涉及一種三維場景中實現地形透明的方法。

背景技術

在三維地理信息系統中，加載地形、模型、矢量等圖層后，有可能會有圖層間重疊導致有些數據被遮擋的情況。比如地下管線，由于其位于地面以下，用戶就無法直接在地上觀察到。若將視點移動到地面以下，就不能同時查看地上模型與地下管線，無法對比；若將地形隱藏，就失去了空間上的方位參考，效果不真實。因此，需要一種透明化的方法，將地形透明化，通過調節地形透明度，實現地形透明程度的線性變化，使用戶在地面以上就可以直接查看并操作地下的模型、矢量數據，同樣，用戶在漫游到地下時也可以看到地上的物體，為用戶提供一種更加直觀、方便的決策方式。

發明內容

本發明提供了一種三維場景中實現地形透明的方法，通過調節地形透明度，使視點在地面上方時能夠直接看到地面以下的物體，如模型和矢量。

實現地形透明的具體步驟如下：

步驟1)、繪制位于地面以下，被地面遮擋住且想要透過地面看到的物體；

步驟2)、構建地形瓦片節點，并剔除被遮擋的地形瓦片節點；

步驟3)、繪制地形瓦片節點。

其中，所述步驟2)中所述構建地形瓦片節點包括，將地形區域基于四叉樹空間劃分，得到一系列地形子區域，稱為地形瓦片，將單個地形瓦片的影像數據與高程數據構建為地形瓦片節點，節點之間通過四叉樹組織，根據視點到地形瓦片節點的距離實現對地形瓦片節點的動態調度。

其中，所述步驟2)中所述剔除被遮擋的地形瓦片節點包括，根據所述地形瓦片節點與視點的位置關系，判斷地形瓦片節點是否被遮擋，若該地形瓦片節點位于視點不可見區域，裁剪該地形瓦片節點。

其中，剔除被遮擋的地形瓦片節點包括如下步驟：

計算地形瓦片的控制點位置；

判斷該地形瓦片節點是否被遮擋而應被裁剪，若該地形瓦片節點被遮擋，則將其裁剪掉。

其中，所述計算地形瓦片的控制點位置包括如下步驟：

假定地形瓦片中每個網格頂點P(lon_P,lat_P,h_P)，其中lon_P，lat_P，h_P為點P的經緯高坐標表示，則

其中，h_p為點P的高程，R為地球長軸半徑，O為該地形瓦片中心點，D_PO為點P到地形瓦片中心點O的距離，遍歷地形瓦片中每個網格頂點，得到f_d的最大值，則地形瓦片控制點C的計算公式為：

C＝0+n·max(f_d)

其中，n為地形瓦片中心點O處垂直地面向外的向量。

其中，所述判斷該地形瓦片節點是否被遮擋而應被裁剪，包括：