[發(fā)明專利]一種海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)多視圖渲染方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210050524.6
• 申請(qǐng)日: 2022-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN114387375B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向澤君;謝征海;俞春;滕德貴;茍永剛;龍川;袁長(zhǎng)征;李超;胡小林;饒鳴;李創(chuàng);唐昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶市勘測(cè)院（重慶市地圖編制中心）
• 主分類號(hào): G06T15/00
• 分類號(hào): G06T15/00;G06F16/22;G06F16/2455
• 代理公司: 重慶鼎慧峰合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50236
• 代理人: 徐璞

本發(fā)明提供一種海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)多視圖渲染方法，包括以下步驟：對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度自適應(yīng)分塊和八叉樹索引構(gòu)建；根據(jù)視口范圍對(duì)各個(gè)視圖分別篩選需要加載的八叉樹，并確定八叉樹加載的層次細(xì)節(jié)模型層級(jí)；層次細(xì)節(jié)模型加載線程加載層次細(xì)節(jié)模型數(shù)據(jù)，得到可供渲染的點(diǎn)云模型，將可供渲染的點(diǎn)云模型放入模型共享隊(duì)列；各個(gè)視圖根據(jù)自身需要加載的八叉樹，從模型共享隊(duì)列中查找視圖范圍內(nèi)的可供渲染的點(diǎn)云模型，合并可供渲染的點(diǎn)云模型到場(chǎng)景，同時(shí)移除過期的可供渲染的點(diǎn)云模型；刪除過期的可供渲染的點(diǎn)云模型。本發(fā)明可以解決對(duì)于海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行多視圖渲染時(shí)效率較低的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及點(diǎn)云數(shù)據(jù)可視化處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)多視圖渲染方法。

背景技術(shù)

三維激光掃描技術(shù)能夠直接獲取被測(cè)目標(biāo)表面的三維空間坐標(biāo)，是新興的三維數(shù)據(jù)獲取技術(shù)，經(jīng)過近十年的迅速發(fā)展，正逐漸成為三維空間數(shù)據(jù)獲取的主要手段之一，被廣泛應(yīng)用于城市市政管理、城市部件普查、高精度地圖生產(chǎn)、公路勘查設(shè)計(jì)與改擴(kuò)建、數(shù)字城市構(gòu)建、數(shù)字園林普查等領(lǐng)域。隨著激光雷達(dá)掃描儀設(shè)備精度的不斷提高，其獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量也呈幾何式上升，單個(gè)點(diǎn)云文件的大小一般在GB級(jí)。如此龐大的數(shù)據(jù)量給點(diǎn)云數(shù)據(jù)的可視化帶來了挑戰(zhàn)。

目前海量點(diǎn)云單個(gè)視圖的可視化方法主要有兩類：一是對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)抽稀的方法，該方法首先獲取目標(biāo)抽稀級(jí)別，依據(jù)目標(biāo)抽稀級(jí)別對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行抽稀，以獲得待渲染點(diǎn)云數(shù)據(jù)，但由于點(diǎn)云數(shù)據(jù)量巨大，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)抽稀的效率較低，從而影響了渲染效率；二是通過構(gòu)建替換型LOD(Levels?of?Detail，層次細(xì)節(jié)模型)的方式實(shí)現(xiàn)海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的渲染，該方法首先對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)建多層LOD模型，在渲染時(shí)，根據(jù)視點(diǎn)到模型的距離加載相應(yīng)層級(jí)的LOD模型到內(nèi)存進(jìn)行渲染，在視點(diǎn)位置發(fā)生變化時(shí)，需要用新的LOD模型替換舊的LOD模型，該方法構(gòu)建的LOD存在大量的數(shù)據(jù)冗余，占用了較大的存儲(chǔ)空間，同時(shí)渲染效率較低。

隨著對(duì)渲染效果要求的提升，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的可視化方式不再局限于單個(gè)視圖，多視圖、多角度的點(diǎn)云數(shù)據(jù)可視化方式更加的有助于作業(yè)人員對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的觀察、分析，提高作業(yè)人員工作效率，這也成為目前研究的熱點(diǎn)。對(duì)于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的多視圖渲染，目前主要是基于上述方法每個(gè)視圖進(jìn)行獨(dú)立可視化，而沒有充分考慮多視圖之間點(diǎn)云數(shù)據(jù)的共享問題，導(dǎo)致渲染效率進(jìn)一步降低。由此，如何高效的進(jìn)行海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)的多視圖可視化，是目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出一種海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)多視圖渲染方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的對(duì)于海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行多視圖渲染時(shí)，效率較低的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)多視圖渲染方法，包括以下步驟：

對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度自適應(yīng)分塊和八叉樹索引構(gòu)建；

根據(jù)視口范圍對(duì)各個(gè)視圖分別篩選需要加載的八叉樹，并確定八叉樹加載的層次細(xì)節(jié)模型層級(jí)；

層次細(xì)節(jié)模型加載線程加載層次細(xì)節(jié)模型數(shù)據(jù)，得到可供渲染的點(diǎn)云模型，將可供渲染的點(diǎn)云模型放入模型共享隊(duì)列；

各個(gè)視圖根據(jù)自身需要加載的八叉樹，從模型共享隊(duì)列中查找視圖范圍內(nèi)的可供渲染的點(diǎn)云模型，合并可供渲染的點(diǎn)云模型到場(chǎng)景，同時(shí)移除過期的可供渲染的點(diǎn)云模型；

刪除過期的可供渲染的點(diǎn)云模型。

進(jìn)一步的，對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度自適應(yīng)分塊和八叉樹索引構(gòu)建，包括：

根據(jù)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算包圍盒；

根據(jù)包圍盒對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行多尺度自適應(yīng)分塊，得到分塊點(diǎn)云；

對(duì)分塊點(diǎn)云構(gòu)建八叉樹索引。

進(jìn)一步的，包圍盒根據(jù)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的坐標(biāo)最大值和坐標(biāo)最小值進(jìn)行計(jì)算。