[發(fā)明專利]一種球形地表數(shù)據(jù)組織渲染與碰撞檢測(cè)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711383748.4
• 申請(qǐng)日: 2017-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN107978013B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉禮葵;沈奇?zhèn)?/a>;王超;朱博;蔡根;陸利民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州蝸牛數(shù)字科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T15/00
• 分類號(hào): G06T15/00;G06T17/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

1.一種球形地表數(shù)據(jù)組織渲染與碰撞檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1）使用正二十面體進(jìn)行球面剖分，并分解成多個(gè)菱形；

2）使用單位向量來計(jì)算與其相交的菱形的重心坐標(biāo)；

3）采用clipmap及四叉樹對(duì)每一個(gè)菱形組織渲染高度數(shù)據(jù)；

4）基于重心坐標(biāo)系組織碰撞數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)碰撞檢測(cè)；

所述步驟1）進(jìn)一步包括：

使用正二十面體進(jìn)行球面剖分，并將正二十面體分解成多個(gè)菱形；

將所述多個(gè)菱形鋪平后，將其中的每個(gè)菱形作為clipmap，基于clipmap組織高度數(shù)據(jù)，并劃分為2的冪次個(gè)小的菱形；

所述步驟2）進(jìn)一步包括：

將攝像機(jī)位置轉(zhuǎn)為相對(duì)球心的單位向量，并使用該單位向量計(jì)算與其相交的菱形的重心坐標(biāo)；

根據(jù)所述菱形的重心坐標(biāo)，計(jì)算其余菱形的重心坐標(biāo)，并以計(jì)算出來的重心坐標(biāo)計(jì)算需要加載的高度數(shù)據(jù)塊；

所述步驟3）進(jìn)一步包括：

為菱形建立四叉樹，每一個(gè)clipmap高度數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)四叉樹中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)；

以四叉樹節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)組織渲染單元，對(duì)每一個(gè)菱形組織渲染高度數(shù)據(jù)；

所述步驟4），進(jìn)一步包括以下步驟，

在菱形重心坐標(biāo)系內(nèi)建立碰撞樹及其對(duì)應(yīng)的碰撞單元格；

將射線的起點(diǎn)和終點(diǎn)轉(zhuǎn)換到菱形的重心坐標(biāo)系中，使用射線進(jìn)行求交檢測(cè)；

所述在菱形重心坐標(biāo)系內(nèi)建立碰撞樹及其對(duì)應(yīng)的碰撞單元格的步驟，進(jìn)一步包括：

在每一個(gè)菱形的重心坐標(biāo)系內(nèi)建立一棵碰撞樹；

將所述菱形的重心坐標(biāo)系按指定大小進(jìn)行碰撞單元格的劃分；

所述將射線的起點(diǎn)和終點(diǎn)轉(zhuǎn)換到菱形的重心坐標(biāo)系中，使用射線進(jìn)行求交檢測(cè)的步驟，進(jìn)一步包括：

將射線的起點(diǎn)和終點(diǎn)轉(zhuǎn)換到菱形的重心坐標(biāo)系中；

在一個(gè)菱形的重心坐標(biāo)系內(nèi)，計(jì)算起點(diǎn)和終點(diǎn)所確定的射線的參數(shù)方程；

使用該參數(shù)方程，以單位碰撞單元格的大小進(jìn)行步進(jìn)；

當(dāng)行進(jìn)到標(biāo)記有對(duì)應(yīng)的高度數(shù)據(jù)或物體的碰撞單元格時(shí)，使用射線與其進(jìn)行求交檢測(cè)。

2.一種球形地表數(shù)據(jù)組織渲染與碰撞檢測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的一種球形地表數(shù)據(jù)組織渲染與碰撞檢測(cè)方法，包括，球形地表數(shù)據(jù)組織渲染裝置、球形地表數(shù)據(jù)碰撞檢測(cè)裝置，其特征在于，

所述球形地表數(shù)據(jù)組織渲染裝置，其使用正二十面體進(jìn)行球面剖分分解成多個(gè)菱形，并采用clipmap及四叉樹對(duì)每一個(gè)菱形組織渲染高度數(shù)據(jù)；

所述球形地表數(shù)據(jù)碰撞檢測(cè)裝置，其基于重心坐標(biāo)系組織碰撞數(shù)據(jù)及實(shí)現(xiàn)碰撞檢測(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球形地表數(shù)據(jù)組織渲染與碰撞檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述球形地表數(shù)據(jù)組織渲染裝置，包括，剖分分解單元，組織高度單元，計(jì)算坐標(biāo)單元，以及計(jì)算高度單元，其中，

所述剖分分解單元，其將球面剖分并分解成為若干菱形；

所述組織高度單元，其將每個(gè)菱形作為一個(gè)clipmap，基于clipmap及四叉樹組織渲染高度數(shù)據(jù)；

所述計(jì)算坐標(biāo)單元，其將攝像機(jī)位置轉(zhuǎn)為相對(duì)球心的單位向量，并使用該單位向量計(jì)算與其相交的菱形的重心坐標(biāo)；

所述計(jì)算高度單元，其根據(jù)所述菱形的重心坐標(biāo)，計(jì)算各個(gè)菱形內(nèi)需要加載的高度數(shù)據(jù)塊。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的球形地表數(shù)據(jù)組織渲染與碰撞檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，

所述球形地表數(shù)據(jù)碰撞檢測(cè)裝置，包括，建樹單元，轉(zhuǎn)換單元，計(jì)算單元，以及求交檢測(cè)單元，其中，

所述建樹單元，其根據(jù)分解后的菱形建立重心坐標(biāo)系，并在每一個(gè)菱形的重心坐標(biāo)系內(nèi)建立一棵碰撞樹；

所述轉(zhuǎn)換單元，其將射線的起點(diǎn)和終點(diǎn)轉(zhuǎn)換到菱形的重心坐標(biāo)系中，若射線的起點(diǎn)與終點(diǎn)不在一個(gè)菱形內(nèi)，則預(yù)先將射線與正二十面體的棱進(jìn)行求交檢測(cè)，求出各個(gè)交點(diǎn)后，分段進(jìn)行轉(zhuǎn)換；

所述計(jì)算單元，其在每個(gè)菱形的重心坐標(biāo)系內(nèi)，計(jì)算起點(diǎn)和終點(diǎn)所確定的射線的參數(shù)方程；

所述求交檢測(cè)單元，其使用所述參數(shù)方程，以單位碰撞單元格的大小進(jìn)行步進(jìn)檢測(cè)是否標(biāo)記有對(duì)應(yīng)的高度數(shù)據(jù)或物體，若是，則使用射線與其進(jìn)行求交檢測(cè)。