[發(fā)明專利]一種基于空間多尺度重構(gòu)的海洋實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010984697.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN112085824A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝曉蘭;許可;周俊武;劉亞榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T15/00
• 分類號(hào): G06T15/00
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.一種基于空間多尺度重構(gòu)的海洋實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)，其特征在于，包括：

海洋數(shù)據(jù)網(wǎng)格化模塊(1)，用于將海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化處理；

空間多尺度重構(gòu)模塊(2)，用于將網(wǎng)格化處理后的海洋數(shù)據(jù)構(gòu)建成空間立體海洋數(shù)據(jù)；

實(shí)時(shí)響應(yīng)模塊(3)，用于獲取并實(shí)時(shí)響所述空間立體海洋數(shù)據(jù)的點(diǎn)擊視點(diǎn)，并根據(jù)所述點(diǎn)擊視點(diǎn)位置拉取當(dāng)前范圍內(nèi)的空間網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)重組模塊(4)，用于將拉取的空間網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行重組；

數(shù)據(jù)渲染模塊(5)，用于將重組后的網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行自適應(yīng)圖像渲染。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間多尺度重構(gòu)的海洋實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述海洋數(shù)據(jù)網(wǎng)格化模塊(1)還包括：

網(wǎng)格化控制子模塊(11)，用于利用不同的網(wǎng)格比例對(duì)海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分；

標(biāo)準(zhǔn)化控制子模塊(12)，用于將經(jīng)過網(wǎng)格劃分的海洋數(shù)據(jù)處理成矢量化網(wǎng)格數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間多尺度重構(gòu)的海洋實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述空間多尺度重構(gòu)模塊(2)還包括：

數(shù)據(jù)特征提取子模塊(21)，用于對(duì)網(wǎng)格化數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑采樣并識(shí)別目標(biāo)數(shù)據(jù)，提取其中的特征值；

數(shù)據(jù)空間構(gòu)建子模塊(22)，用于連接各個(gè)具有相同特征值的網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)，形成空間立體海洋數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于空間多尺度重構(gòu)的海洋實(shí)時(shí)渲染系統(tǒng)，其特征在于，所述實(shí)時(shí)響應(yīng)模塊(3)還包括：

點(diǎn)擊視點(diǎn)判斷子模塊(31)，用于獲取當(dāng)前屏幕窗的空間立體海洋坐標(biāo)參數(shù)，并上傳至后臺(tái)服務(wù)器獲取點(diǎn)擊視點(diǎn)；

空間圖塊拉取子模塊(32)，用于響應(yīng)立體海洋數(shù)據(jù)的點(diǎn)擊視點(diǎn)，同時(shí)從后臺(tái)服務(wù)器獲取點(diǎn)擊視點(diǎn)位置，根據(jù)視點(diǎn)位置拉取當(dāng)前范圍內(nèi)的空間網(wǎng)格化數(shù)據(jù)。

5.一種基于空間多尺度重構(gòu)的海洋實(shí)時(shí)渲染方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.對(duì)海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)格化處理，得到網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)；

S2.將所述步驟S1得到的網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)構(gòu)建成空間立體海洋數(shù)據(jù)；

S3.獲取并實(shí)時(shí)響應(yīng)所述步驟S2得到的空間立體海洋數(shù)據(jù)的點(diǎn)擊視點(diǎn)，根據(jù)所述點(diǎn)擊視點(diǎn)的位置拉取當(dāng)前范圍內(nèi)的空間網(wǎng)格化數(shù)據(jù)；

S4.采用數(shù)據(jù)重組方法，將步驟S3拉取的網(wǎng)格化數(shù)據(jù)進(jìn)行重組，形成新的網(wǎng)格化圖層；

S5.將所述步驟S4得到的所述網(wǎng)格化圖層進(jìn)行自適應(yīng)圖像渲染，實(shí)現(xiàn)海洋數(shù)據(jù)的可視化成像。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于空間多尺度重構(gòu)的海洋實(shí)時(shí)渲染方法，其特征在于，所述步驟S1海洋數(shù)據(jù)網(wǎng)格化還包括如下步驟：

步驟S11：網(wǎng)格化控制，采用最小曲率插值法將海洋數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量化網(wǎng)格數(shù)據(jù)，表達(dá)式如式(1)所示：

ΔX＝η(sinα₁cosφ₁+sinα₂cosφ₂)

ΔY＝η(sinα₁cosφ₁+sinα₂cosφ₂)

式中α₁、α₂均為傾斜角，為方位角，ΔX、ΔY為坐標(biāo)系數(shù)，ΔS為水平投影長度；

步驟S12：標(biāo)準(zhǔn)化控制，將劃分好的海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)一，形成具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)格數(shù)據(jù)格式的網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于空間多尺度重構(gòu)的海洋實(shí)時(shí)渲染方法，其特征在于，所述步驟S2還包括如下步驟：

步驟S21：根據(jù)高斯金字塔模型，利用高斯低通濾波器、高斯內(nèi)核卷積對(duì)網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑采樣并識(shí)別目標(biāo)數(shù)據(jù)，提取其中的特征值，高斯內(nèi)核卷積表達(dá)式如式(2)所示：

式中，最底層圖像數(shù)據(jù)為l層，l+1層是l層的上一層圖像數(shù)據(jù)，為了獲得l+1層的圖像數(shù)據(jù)；

步驟S22：數(shù)據(jù)空間構(gòu)建，連接各個(gè)相同特征值的網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)，采用層次LOD渲染，使所述網(wǎng)格化海洋數(shù)據(jù)形成空間立體海洋數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于空間多尺度重構(gòu)的海洋實(shí)時(shí)渲染方法，其特征在于，所述步驟S3實(shí)時(shí)響應(yīng)還包括如下步驟：

步驟S31：點(diǎn)擊視點(diǎn)判斷，獲取當(dāng)前屏幕窗的空間立體海洋坐標(biāo)參數(shù)，并上傳至后臺(tái)服務(wù)器獲立體海洋數(shù)據(jù)的取點(diǎn)擊視點(diǎn)；

步驟S32：空間圖塊拉取，響應(yīng)所述立體海洋數(shù)據(jù)的點(diǎn)擊視點(diǎn)，從后臺(tái)獲取點(diǎn)擊視點(diǎn)位置，根據(jù)所述視點(diǎn)位置拉取當(dāng)前范圍內(nèi)的空間網(wǎng)格化數(shù)據(jù)。