[發明專利]一種三維場景下視覺遞進的模型瀏覽方法

有效

• 申請號: 202011288444.1
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112396682B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 劉洪波;張澤烈;梁星;李林;連蓉;程宇翔;袁杰祺;余靜;梁均軍;余洋;曾攀;安麗超;陳陽;瞿曉雯;秦瑛歆
• 申請（專利權）人: 重慶市地理信息和遙感應用中心
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06F9/451
• 代理公司: 重慶飛思明珠專利代理事務所(普通合伙) 50228
• 代理人: 劉念芝

本發明公開了一種三維場景下視覺遞進的模型瀏覽方法，包括如下步驟：創建全球范圍的網格單元；在三維場景中遞進加載位于攝像機視場范圍內的網格單元及其屬性信息；已加載網格單元對應的三維模型數據的遞進裝載；對裝載的三維模型數據進行遞進過濾、檢測與渲染；根據攝像機的視場變化對渲染后的三維模型數據進行展示，并對已瀏覽三維模型數據進行遞進卸載。其顯著效果是：通過剔除大量的冗余數據，只加載需要的三維模型數據，將減少系統的繪制負擔、提高加載和渲染效率。

技術領域

本發明涉及到三維場景顯示技術領域，具體涉及一種三維場景下視覺遞進的模型瀏覽方法。

背景技術

隨著三維城市建設的不斷推進，傳統以二維表達為主的GIS應用已經不能滿足實際應用需求。在這一外實際需求的驅動下，三維GIS成為表達地理空間信息的關鍵手段。三維GIS不僅能夠真實、生動刻畫空間信息，還能夠詳盡描述空間實體之間的結構關系，具有高度逼真的特點，得到越來越廣泛的認可，并逐步在應用中取代傳統二維表達方式。但是，隨著三維模型數據規模的擴大和建模精度的提高，激增的三維模型數據給圖形硬件處理能力帶來了嚴峻的挑戰。

當前三維數據加載方式是將數據一次性加載到顯存中，排隊等待進入渲染，在渲染時有多少進入就會渲染多少。然而，大批量的數據造成多方問題，包括數據網絡傳輸擁堵，占用內存過大，系統穩定性降低，顯存中紋理及網格數據過多，造成顯存資源消耗嚴重，渲染繪制能力減弱等等。

此外，在三維場景瀏覽時，由于大量的模型難以被快速的實時繪制和渲染，導致展示畫面延遲和卡頓，畫面的幀率低于24幀將會嚴重影響用戶體驗，制約了三維GIS的快速發展和普及，成為急需解決的行業難題。

故此，本發明提出一種三維場景下視覺遞進的模型瀏覽方法，該方法可快速加載大規模三維場景數據，根據視點的變化快速渲染三維模型。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種三維場景下視覺遞進的模型瀏覽方法，該方法基于全球范圍的網格單元及其對應的屬性信息，攝像機通過請求視場范圍內相關網格信息，判斷網格是否在視場中，剔除不在視場中的網格，然后根據網格的坐標和索引信息加載對應的三維模型，從而通過剔除大量的冗余數據，只加載需要的三維模型數據，將減少系統的繪制負擔、提高加載和渲染效率。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種三維場景下視覺遞進的模型瀏覽方法，其關鍵在于：包括如下步驟：

步驟1：創建全球范圍的網格單元；

步驟2：在三維場景中遞進加載位于攝像機視場范圍內的網格單元及其屬性信息；

步驟3：已加載網格單元對應的三維模型數據的遞進裝載；

步驟4：對裝載的三維模型數據進行遞進過濾、檢測與渲染；

步驟5：根據攝像機的視場變化對渲染后的三維模型數據進行展示，并對已瀏覽三維模型數據進行遞進卸載。

進一步的，步驟1中網格單元的構建方法為：

設置單元格的大小，根據所在的地圖級別，從經緯度零點開始計算，生成全球范圍的網格單元，并確保三維場景中任意地點處都具有唯一對應的網格單元。

進一步的，步驟1在生成的網格單元中，基于網格單元的坐標信息與索引信息生成網格單元的JSON文件。

進一步的，步驟2中遞進加載位于攝像機視場范圍內的網格單元及其屬性信息的具體步驟包括：

步驟2.1：將攝像機所在的世界坐標系經過矩陣變換轉換到地理坐標系統中；

步驟2.2：獲取地理坐標系統下攝像機的高度、經緯度、視錐體的近截面與視錐體的遠截面信息；