[發(fā)明專利]基于高度圖高程的實時地形修改方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010033773.5
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111260780B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任健強(qiáng);楊森;麻卓;肖彥科;常鵬;楊俊毅
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西心像信息科技有限公司
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05
• 代理公司: 西安佩騰特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61226
• 代理人: 姚敏杰

一種基于高度圖高程的實時地形修改方法，包括在地形上選取任意的多邊形區(qū)域，求出多邊形區(qū)域的包圍矩形為并更新該矩形區(qū)域的地形瓦片；當(dāng)需要更新繪制的地形瓦片與多邊形區(qū)域的包圍矩形區(qū)域相交時，將height map中的像素位置依次映射得到與多邊形區(qū)域同坐標(biāo)系下的離散位置點，當(dāng)該點的位置在多邊形區(qū)域外時，計算該點到多邊形區(qū)域的每條邊的距離，選出距離該點最近的一條邊；獲取該點的高度值以及最近邊的高度值，進(jìn)行高度值融合，求出該點新的高程值，直至完成地形的實時修改。本發(fā)明能夠根據(jù)需求實時修改三維場景中地形、避免每次修改地形后都需要花費(fèi)大量時間重新制作地形數(shù)據(jù)以及可提升三維地形的展示效果和可編輯性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地理信息技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實時地形修改方法，尤其涉及一種基于高度圖高程的實時地形修改方法。

背景技術(shù)

高度圖(Height map)是一種表示網(wǎng)格高度的柵格圖片，圖片中的每個像素點存儲了一個高程數(shù)據(jù)，被廣泛應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)，常用于存儲地形數(shù)據(jù)，也被稱為數(shù)字高程模型(digital elevation models，DEM)。目前三維地形渲染一般都是基于高度圖(heightmap)實現(xiàn)的，渲染流程如下：首先CPU會將height map的數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存中并進(jìn)行解析，然后再將解析好的數(shù)據(jù)交給GPU，最后GPU會將其轉(zhuǎn)換成三維網(wǎng)格(3D mesh)后進(jìn)行渲染。

當(dāng)?shù)匦螖?shù)據(jù)較為固定時，該地形渲染流程可以較好的完成地形展示工作。但是當(dāng)?shù)匦螖?shù)據(jù)需要頻繁改動時，該方法就不太適用了。目前針對地形修改的常見方法是先更新地形數(shù)據(jù)，然后再重新制作不同層級的heightmap瓦片集合，最后再通過上述的流程進(jìn)行地形渲染。但在實際使用過程中存在這樣一些問題，如：不能實時修改地形，無法根據(jù)需求快速渲染出所需的地形；更新并制作地形數(shù)據(jù)費(fèi)時費(fèi)力，而且為了達(dá)到合適的效果還可能需要反復(fù)多次修改制作。因此亟需一種可以實時修改三維場景中地形的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種能夠根據(jù)需求實時修改三維場景中地形、避免每次修改地形后都需要花費(fèi)大量時間重新制作地形數(shù)據(jù)以及可提升三維地形的展示效果和可編輯性的基于高度圖高程的實時地形修改方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于高度圖高程的實時地形修改方法，其特征在于：所述基于高度圖高程的實時地形修改方法包括以下步驟：

1)在地形上選取任意的多邊形區(qū)域P，求出多邊形區(qū)域P的包圍矩形為R并更新該矩形區(qū)域的地形瓦片；

2)判斷當(dāng)前需要更新繪制的地形瓦片是否與多邊形區(qū)域P的包圍矩形區(qū)域R相交，若未相交，則不進(jìn)行任何處理；若存在相交區(qū)域，則進(jìn)行步驟3)；

3)讀取當(dāng)前地形瓦片的height map數(shù)據(jù)，將height map中的像素位置依次映射得到與多邊形區(qū)域P同坐標(biāo)系下的離散位置點，依次遍歷這些離散位置點，如果離散位置點的位置位于多邊形區(qū)域P內(nèi)，則將離散位置點的數(shù)據(jù)修改為期望的數(shù)據(jù)；如果離散位置點的位置在多邊形區(qū)域P外，則進(jìn)行步驟4)；

4)計算離散位置點到多邊形區(qū)域P的每條邊的距離，選出距離離散位置點最近的一條邊，記為L；

5)獲取離散位置點的高度值h1以及最近邊L的高度值h2，再根據(jù)該離散位置點距離L的距離d，以及過渡區(qū)域的寬度w，進(jìn)行高度值融合，求出該離散位置點新的高程值h；

6)重復(fù)步驟2)到5)直至完成地形的實時修改。

上述步驟5)中離散位置點新的高程值h的具體求解方式是：

h＝h2×(1-λ)+h1×λ

其中：

λ＝d/w，λ∈[0，1]；

d是離散位置點距離L的距離；