[發明專利]一種海量傾斜攝影數據的調度渲染方法

有效

• 申請號: 202011273955.6
• 申請日: 2020-11-14
• 公開（公告）號: CN112419498B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 李佳航;胡巖峰;廉海明;俞信;王毅;劉輝;王曉燁
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所蘇州研究院
• 主分類號: G06T17/05
• 分類號: G06T17/05;G06T15/00;G06F16/29;G06F9/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 封睿

1.一種傾斜攝影數據的調度渲染方法，其特征在于，基于樹狀分頁細節層次結構TPLS進行傾斜攝影數據的調度渲染；

所述樹狀分頁細節層次結構TPLS，包括：

根節點R；

所述根節點R包括頂級數據節點D0₀₀和第1級分頁瓦片組節點G1₀₀兩個子節點，當根節點R創建時，頂級數據節點D0₀₀同時完成創建，第1級分頁瓦片組節點G1₀₀隨著數據的漫游動態構建與消亡；

所述第1級分頁瓦片組節點G1₀₀包括第1級動態渲染數據節點RD1₀₀和四個第1級分頁瓦片節點P1_ij，其中i,j＝0；i,j＝1，第1級動態渲染數據節點RD1₀₀在渲染遍歷時由多個數據節點合并得到，是實際參與場景渲染的數據節點，第1級分頁瓦片節點P1_ij代表第1級第i列第j行分頁瓦片節點，當第1級分頁瓦片組節點G1₀₀創建時，第1級分頁瓦片節點P1_ij同時完成創建；

所述第1級分頁瓦片節點P1_ij包括第2級數據節點D1_ij和第2級分頁瓦片組節點G2_ij兩個子節點，與頂級數據節點D0₀₀不同，第2級數據節點D1_ij是在樹結構動態構建過程中開始創建的，通過多線程發起數據請求，當數據返回時完成創建，第2級分頁瓦片組節點G2_ij隨著數據的漫游動態構建與消亡；

所述第2級分頁瓦片組節點G2_ij具有與第1級分頁瓦片組節點G1₀₀相同的樹狀結構，并在漫游瀏覽需要時保持相同的結構向下逐級拓展，直到最后一級分頁瓦片組節點Glast_mn,其中m,n＝0；m,n＝2^last-1-1；

所述最后一級的分頁瓦片組節點Glast_mn的樹狀結構中不再向下拓展下一級分頁瓦片組節點；

所述調度渲染方法，具體步驟如下：

步驟1，構建瓦片根節點R和頂級數據節點D0₀₀，完成樹狀分頁細節層次結構TPLS的初始化；

步驟2，確定當前幀的相機視點位置，計算視點與瓦片包圍球中心的距離dis，若dis位于可視范圍(minRange,maxRange]內，則執行步驟3進行裁剪計算；若dis小于等于minRange，則執行步驟4向下拓展樹結構；若dis大于maxRange，則結束本次調度渲染，其中minRange、maxRange為可視范圍的最大值、最小值；

步驟3，進行裁剪計算，若瓦片被裁剪，則結束本次調度渲染，否則將頂級數據節點D0₀₀標記為可視數據節點，完成當前幀TPLS動態構建，并轉至步驟7；

步驟4，向下拓展樹結構，判斷下一級分頁瓦片組節點G1₀₀是否存在，若存在G1₀₀，則判斷第一級動態渲染數據節點RD1₀₀是否存在，若存在RD1₀₀，則刪除RD1₀₀，若不存在RD1₀₀，則保持其狀態，再執行步驟5；若不存在G1₀₀，則先創建G1₀₀，然后按照四叉樹結構創建四個第1級分頁瓦片節點P1_ij作為G1₀₀的子節點，再執行步驟5，其中i,j＝0；i,j＝1；

步驟5，進行瓦片可視范圍和裁剪計算，判斷P1_ij的可見性，若P1_ij不可見則停止向下拓展；若P1_ij可見，且第二級數據節點D1_ij已存在，則將D1_ij標記為可視數據節點，接下來執行步驟6，如D1_ij不存在，則發起多線程請求來獲取所需數據，接下來執行步驟7；

步驟6，構建第2級分頁瓦片組節點G2_ij，向下遞歸拓展樹結構，直到構建的分頁瓦片節點處于可視范圍內為止，然后執行步驟7；

步驟7，判斷所有的可視數據節點是否全部存在，對于仍未請求到的數據節點，逐級向上查找，以距離最近的瓦片數據來替代下面各級瓦片數據作為可視數據節點，然后執行步驟8，若所有的可視數據節點全部存在，則直接執行步驟8；

步驟8，對于處于同一分頁瓦片組節點下的可視數據節點，若其節點數目大于1則進行節點合并得到動態渲染數據節點，若節點數目等于1則將此節點直接作為動態渲染數據節點，將動態渲染數據節點添加到TPLS下的對應位置，繼續執行步驟9，其中對于處于同一分頁瓦片組節點下的可視數據節點，若可視數據節點數目大于1，則進行節點合并得到動態渲染數據節點，具體方法為：

(1)取出所有節點中的圖元頂點數組，合并成圖元頂點數組P；

(2)取出所有節點中的幾何圖元集合，合并成圖元集合G；

(3)取出所有節點中的二維紋理數組，合并成紋理數組T；

(4)取出所有節點中的紋理坐標數組，合并成紋理坐標數組C，同時建立紋理坐標索引數組I，紋理坐標索引數組與紋理坐標數組相對應，存儲每個紋理坐標所在的紋理索引號；

(5)使用P、G、T、C構建出一個新的繪制節點，并將I傳入到繪制節點的著色器中；

(6)在片元著色器中使用紋理坐標數組與紋理坐標索引數組在對應二維紋理中取出顏色四分量，完成片元著色；

步驟9，開始渲染遍歷，從根節點向下，若存在動態渲染數據節點，將此節點加入到這一幀的渲染場景中，當前幀的調度渲染過程結束；

對于瓦片根節點或分頁瓦片節點，在節點構建時需要計算其可視范圍，用于確定其可見性，具體計算步驟如下：

(1)根據瓦片地理范圍計算得出瓦片在世界坐標系下的包圍球；

(2)根據包圍球半徑R與調節因子f計算出瓦片的可視范圍(minRange,maxRange]，minRange＝0.5*R*f，maxRange＝R*f，其中，f與傾斜攝影數據的精度相關。