[發(fā)明專利]一種基于著色器實時表現(xiàn)氣象變化的虛擬仿真系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810961961.7
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109377541B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設計）人: 王濤;牟文青;李騰;安士才;楊斌;賀業(yè)鳳
• 申請（專利權）人: 山東捷瑞數(shù)字科技股份有限公司
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T15/04;G06T15/50
• 代理公司: 煙臺上禾知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

1.一種基于著色器實時表現(xiàn)氣象變化的虛擬仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括：天氣數(shù)據(jù)獲取模塊，天氣數(shù)據(jù)參數(shù)化模塊，三維植被模型模塊，三維模型渲染模塊，輸出模塊，其中，

所述天氣數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取指定地區(qū)的天氣數(shù)據(jù)；

所述天氣數(shù)據(jù)參數(shù)化模塊將所述天氣數(shù)據(jù)獲取模塊獲取的天氣數(shù)據(jù)進行參數(shù)化處理得到參數(shù)字符串；

所述三維植被模型模塊包含至少一個三維植被模型及其相應的紋理貼圖；

所述三維模型渲染模塊包含三維引擎，所述三維引擎包含著色器；所述三維引擎將所述三維植被模型置于天空下或者大地上構成三維場景；所述著色器內(nèi)包含參數(shù)解析函數(shù)，顏色映射函數(shù)、紋理映射函數(shù)、UV計算函數(shù)、頂點計算函數(shù)、光照計算函數(shù)；所述參數(shù)解析函數(shù)接收并解析所述天氣數(shù)據(jù)參數(shù)化模塊傳來的參數(shù)字符串，并將解析出來的參數(shù)賦值給所述顏色映射函數(shù)、所述紋理映射函數(shù)、所述UV計算函數(shù)、所述頂點計算函數(shù)相應的參數(shù)；所述三維模型渲染模塊獲取材質(zhì)對象，并將所述材質(zhì)對象應用于所述三維植被模型上；所述著色器在所述參數(shù)字符串的約束下對所述三維植被模型進行頂點和像素表現(xiàn)的計算和映射，獲得不同季節(jié)下植被的不同顏色表現(xiàn)、不同風力風向下不同的植被擺動大小和擺動方向、不同雨量下不同的植被水滴表現(xiàn)、不同露量下不同的植被水滴表現(xiàn)、不同霜量下不同的植被霜表現(xiàn)、不同雪量下不同的植被雪表現(xiàn)，將所述顏色表現(xiàn)、植被擺動大小和擺動方向、植被水滴表現(xiàn)、植被霜表現(xiàn)、植被雪表現(xiàn)進行混合計算，獲得不同氣象條件下植被的不同表現(xiàn)；

所述輸出模塊用于將經(jīng)所述三維模型渲染模塊渲染的所述三維場景輸出至顯示界面。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于著色器實時表現(xiàn)氣象變化的虛擬仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述天氣數(shù)據(jù)獲取模塊為實時獲取天氣數(shù)據(jù)，所述天氣數(shù)據(jù)參數(shù)化模塊為實時參數(shù)化處理，所述三維模型渲染模塊為實時渲染。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種基于著色器實時表現(xiàn)氣象變化的虛擬仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述三維模型渲染模塊中的所述著色器采用CG、GLSL、HLSL之一進行編寫。

4.一種基于著色器實時表現(xiàn)氣象變化的虛擬仿真方法，其特征在于，步驟如下：

S1開始；

S2獲取指定地區(qū)的天氣數(shù)據(jù)；

S3將天氣數(shù)據(jù)參數(shù)化處理為參數(shù)字符串；

S4將參數(shù)字符串傳遞給著色器；

S5將三維植被模型及紋理貼圖導入三維引擎；

S6三維引擎獲取三維植被模型的材質(zhì)對象；

S7三維引擎對三維場景進行渲染處理；

S8輸出渲染結果；

S9結束；

其中，所述步驟S4中的所述著色器為一段程序，所述著色器內(nèi)包含顏色映射函數(shù)、紋理映射函數(shù)、UV計算函數(shù)、頂點計算函數(shù)、光照計算函數(shù)、參數(shù)解析函數(shù)，所述參數(shù)解析函數(shù)將所述步驟S3中的所述參數(shù)字符串進行解析，用解析出來的參數(shù)給所述顏色映射函數(shù)、所述紋理映射函數(shù)、所述UV計算函數(shù)、所述頂點計算函數(shù)相應的參數(shù)賦值；所述步驟S7三維引擎對三維場景進行渲染處理，所述著色器在所述參數(shù)字符串的約束下對所述三維植被模型進行頂點和像素表現(xiàn)的計算和映射，獲得不同季節(jié)下植被的不同顏色表現(xiàn)、不同風力風向下不同的植被擺動大小和擺動方向、不同雨量下不同的植被水滴表現(xiàn)、不同露量下不同的植被水滴表現(xiàn)、不同霜量下不同的植被霜表現(xiàn)、不同雪量下不同的植被雪表現(xiàn)，將所述顏色表現(xiàn)、植被擺動大小和擺動方向、植被水滴表現(xiàn)、植被霜表現(xiàn)、植被雪表現(xiàn)進行混合計算，獲得不同氣象條件下植被的不同表現(xiàn)。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于著色器實時表現(xiàn)氣象變化的虛擬仿真方法，其特征在于，所述步驟S2獲取指定地區(qū)的天氣數(shù)據(jù)為實時獲取天氣數(shù)據(jù)；所述步驟S3將天氣數(shù)據(jù)參數(shù)化處理為參數(shù)字符串為實時處理；所述步驟S7三維引擎對三維場景進行渲染處理為實時渲染。

6.根據(jù)權利要求4或5所述的一種基于著色器實時表現(xiàn)氣象變化的虛擬仿真方法，其特征在于，所述著色器用CG、GLSL、HLSL之一進行編輯。