CN102750733B - 一种基于多纹理创建三维地球的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于多纹理创建三维地球的方法和系统，所述方法包括以下步骤：获取三角网格顶点的顶点纹理坐标，计算所述三角网格顶点对应的三角网格顶点经纬度；根据所述三角网格顶点经纬度，计算所述三角网格顶点的第一纹理坐标和第二纹理坐标；根据所述第一纹理坐标获得第一采样结果，根据所述第二纹理坐标获得第二采样结果；将所述第一采样结果和所述第二采样结果进行透明度混合生成新的三维地球纹理。本发明的实施例中，通过多个纹理的经纬度对应关系，对多个纹理进行采样，把采样的结果混合后生成新的纹理并刷新三维地球纹理，实现了在没有卫星影像的区域，对地表颜色进行颜色插值，提高了三维地球的显示效果。

Description

一种基于多纹理创建三维地球的方法和系统

技术领域

本发明涉及虚拟三维地球领域，尤其涉及一种基于多纹理创建三维地球的方法和系统。

背景技术

虚拟三维地球系统中最重要的部分是虚拟三维地球本身，虚拟三维地球需要表现地表的高度、地表的颜色、地表的卫星影像，这些数据的组织方法、表现方法对三维地球系统的渲染效率和渲染效果至关重要。在应用GPU对图像进行处理时，还会用到RGBA的颜色模式，RGBA是代表Red(红色)Green(绿色)Blue(蓝色)和Alpha的色彩空间。虽然它有的时候被描述为一个颜色空间，但是它其实仅仅是RGB模型的附加了额外的信息。采用的颜色是RGB，可以属于任何一种RGB颜色空间，但是Catmull和Smith在1971至1972年间提出了这个不可或缺的alpha数值，使得alpha渲染和alpha合成变得可能。

地表高度数据使用的数据源为数字高程模型数据(Digital Elevation Model，缩写DEM)，DEM是一定范围内规则格网点的平面坐标(X，Y)及其高程(Z)的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集(包括采样和量测)，然后进行数据内插而形成的。

卫星影像是地理信息系统的重要组成部分，通常是由卫星影像为飞机航拍或者卫星拍摄的。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在以下缺点：

虚拟三维地球系统通常只有卫星影像，当某些区域没有卫星影像时，对三维地球的构建造成影响；

三维地球对地表的颜色没有进行处理。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于多纹理创建三维地球的方法和系统，通过多个纹理的经纬度对应关系，对多个纹理进行采样，把采样的结果混合后生成新的纹理并刷新三维地球纹理，实现了在没有卫星影像的区域，对地表颜色进行颜色插值，提高了三维地球的显示效果。

本发明实施例提供了一种基于多纹理创建三维地球的方法，创建具有经纬度信息的平板网格模型，设置平板网格模型左上点的纹理坐标和平板网格模型右下点的纹理坐标，包括以下步骤：

获取三角网顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度；

根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标；

根据所述第一纹理坐标采样所述三角网格顶点的海拔高度，根据所述海拔高度采样地表颜色插值纹理获得第一采样结果，根据所述第二纹理坐标采样卫星影像纹理，获得第二采样结果；

将所述第一采样结果和所述第二采样结果进行透明度混合生成新的三维地球纹理，根据所述新的三维地球纹理生成三维地球。

所述获取三角网顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度前，包括：

根据三维地球的状态，计算当前时刻地球半径以及所述平板网格模型左上点和所述平板网格模型右下点的经纬度。

所述根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标前，包括：

根据获取的数字高程模型数据生成所述地表高度数据纹理，所述地表高度数据纹理为二维整形纹理；

生成所述地表颜色插值纹理，所述地表颜色插值纹理为一维颜色纹理；

根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，所述卫星影像纹理为二维RGBA纹理。

所述根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，还包括：

在生成所述卫星影像纹理时，将所述卫星影像数据缺失的区域以完全透明的二维RGBA纹理代替。

本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过多个纹理的经纬度对应关系，对多个纹理进行采样，把采样的结果混合后生成新的纹理并刷新三维地球纹理，实现了在没有卫星影像的区域，对地表颜色进行颜色插值，提高了三维地球的显示效果。

本发明实施例提供了一种基于多纹理创建三维地球的系统，包括：

三角网格顶点经纬度计算单元，用于获取三角网顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的三角网格顶点经纬度；

纹理坐标计算单元，用于根据所述三角网格顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标；

采样结果获取单元，用于根据所述第一纹理坐标采样所述三角网格顶点的海拔高度，根据所述海拔高度采样地表颜色插值纹理获得第一采样结果，根据所述第二纹理坐标采样卫星影像纹理，获得第二采样结果；

三维地球生成单元，用于将所述第一采样结果和所述第二采样结果进行透明度混合生成新的三维地球纹理，根据所述新的三维地球纹理生成三维地球。

所述获取三角网顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度前，包括：

根据三维地球的状态，计算当前时刻地球半径以及所述平板网格模型左上点和所述平板网格模型右下点的经纬度。

所述根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标前，包括：

根据获取的数字高程模型数据生成所述地表高度数据纹理，所述地表高度数据纹理为二维整形纹理；

生成所述地表颜色插值纹理，所述地表颜色插值纹理为一维颜色纹理；

根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，所述卫星影像纹理为二维RGBA纹理。

还包括：

在生成所述卫星影像纹理时，将所述卫星影像数据缺失的区域以完全透明的二维RGBA纹理代替。

本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过多个纹理的经纬度对应关系，对多个纹理进行采样，把采样的结果混合后生成新的纹理并刷新三维地球纹理，实现了在没有卫星影像的区域，对地表颜色进行颜色插值，提高了三维地球的显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中一种基于多纹理创建三维地球的方法流程图；

图2是本发明实施例中一种基于多纹理创建三维地球的方法具体流程图；

图3是本发明实施例中一种基于多纹理创建三维地球的系统结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一提供了一种基于多纹理创建三维地球的方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101，获取三角网顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度。

步骤S102，根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标。

步骤S103，根据所述第一纹理坐标采样所述三角网格顶点的海拔高度，根据所述海拔高度采样地表颜色插值纹理获得第一采样结果，根据所述第二纹理坐标采样卫星影像纹理，获得第二采样结果。

步骤S104，将所述第一采样结果和所述第二采样结果进行透明度混合生成新的三维地球纹理，根据所述新的三维地球纹理生成三维地球。

所述获取三角网顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度前，包括：

根据三维地球的状态，计算当前时刻地球半径以及所述平板网格模型左上点和所述平板网格模型右下点的经纬度。

所述根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标前，包括：

根据获取的数字高程模型数据生成所述地表高度数据纹理，所述地表高度数据纹理为二维整形纹理；

生成所述地表颜色插值纹理，所述地表颜色插值纹理为一维颜色纹理；

根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，所述卫星影像纹理为二维RGBA纹理。

所述根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，还包括：

在生成所述卫星影像纹理时，将所述卫星影像数据缺失的区域以完全透明的二维RGBA纹理代替。

本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过多个纹理的经纬度对应关系，对多个纹理进行采样，把采样的结果混合后生成新的纹理并刷新三维地球纹理，实现了在没有卫星影像的区域，对地表颜色进行颜色插值，提高了三维地球的显示效果。

本发明实施例二提供了一种基于多纹理创建三维地球的方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤S201，创建具有经纬度信息的平板网格模型，设置平板网格模型左上点的纹理坐标和平板网格模型右下点的纹理坐标。

步骤S202，根据三维地球的状态，计算当前时刻地球半径以及所述平板网格模型左上点和所述平板网格模型右下点的经纬度。

步骤S203，获取三角网顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度。

步骤S204，根据获取的数字高程模型数据生成所述地表高度数据纹理，所述地表高度数据纹理为二维整形纹理；

生成所述地表颜色插值纹理，所述地表颜色插值纹理为一维颜色纹理；

根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，所述卫星影像纹理为二维RGBA纹理。

特别的，在生成所述卫星影像纹理时，将所述卫星影像数据缺失的区域以完全透明的二维RGBA纹理代替。

步骤S205，根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标。

步骤S106，根据所述第一纹理坐标采样所述三角网格顶点的海拔高度，根据所述海拔高度采样地表颜色插值纹理获得第一采样结果，根据所述第二纹理坐标采样卫星影像纹理，获得第二采样结果。

步骤S207，将所述第一采样结果和所述第二采样结果进行透明度混合生成新的三维地球纹理，根据所述新的三维地球纹理生成三维地球。

本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过多个纹理的经纬度对应关系，对多个纹理进行采样，把采样的结果混合后生成新的纹理并刷新三维地球纹理，实现了在没有卫星影像的区域，对地表颜色进行颜色插值，提高了三维地球的显示效果。

本发明实施例三提供了一种基于多纹理创建三维地球的系统，如图3所示，包括：

三角网格顶点经纬度计算单元301，用于获取三角网顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的三角网格顶点经纬度。

纹理坐标计算单元302，用于根据所述三角网格顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标。

采样结果获取单元303，用于根据所述第一纹理坐标采样所述三角网格顶点的海拔高度，根据所述海拔高度采样地表颜色插值纹理获得第一采样结果，根据所述第二纹理坐标采样卫星影像纹理，获得第二采样结果。

三维地球生成单元304，用于将所述第一采样结果和所述第二采样结果进行透明度混合生成新的三维地球纹理，根据所述新的三维地球纹理生成三维地球。

所述获取三角网顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度前，包括：

根据三维地球的状态，计算当前时刻地球半径以及所述平板网格模型左上点和所述平板网格模型右下点的经纬度。

所述根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标前，包括：

根据获取的数字高程模型数据生成所述地表高度数据纹理，所述地表高度数据纹理为二维整形纹理；

生成所述地表颜色插值纹理，所述地表颜色插值纹理为一维颜色纹理；

根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，所述卫星影像纹理为二维RGBA纹理。

还包括：

在生成所述卫星影像纹理时，将所述卫星影像数据缺失的区域以完全透明的二维RGBA纹理代替。

本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过多个纹理的经纬度对应关系，对多个纹理进行采样，把采样的结果混合后生成新的纹理并刷新三维地球纹理，实现了在没有卫星影像的区域，对地表颜色进行颜色插值，提高了三维地球的显示效果。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以可借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于多纹理创建三维地球的方法，创建具有经纬度信息的平板网格模型，设置平板网格模型左上点的纹理坐标和平板网格模型右下点的纹理坐标，其特征在于，包括以下步骤：

获取三角网格顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度；

根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标；

根据所述第一纹理坐标采样所述三角网格顶点的海拔高度，根据所述海拔高度采样地表颜色插值纹理获得第一采样结果，根据所述第二纹理坐标采样卫星影像纹理，获得第二采样结果；

将所述第一采样结果和所述第二采样结果进行透明度混合生成新的三维地球纹理，根据所述新的三维地球纹理生成三维地球；

所述根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标前，包括：根据获取的数字高程模型数据生成所述地表高度数据纹理，所述地表高度数据纹理为二维整形纹理；生成所述地表颜色插值纹理，所述地表颜色插值纹理为一维颜色纹理；根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，所述卫星影像纹理为二维RGBA纹理；

所述根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，还包括：在生成所述卫星影像纹理时，将所述卫星影像数据缺失的区域以完全透明的二维RGBA纹理代替。

2.如权利要求1所述一种基于多纹理创建三维地球的方法，其特征在于，所述获取三角网格顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度前，包括：

根据三维地球的状态，计算当前时刻地球半径以及所述平板网格模型左上点和所述平板网格模型右下点的经纬度。

3.一种基于多纹理创建三维地球的系统，其特征在于，包括：

三角网格顶点经纬度计算单元，用于获取三角网格顶点在平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的三角网格顶点经纬度；

纹理坐标计算单元，用于根据所述三角网格顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标；

采样结果获取单元，用于根据所述第一纹理坐标采样所述三角网格顶点的海拔高度，根据所述海拔高度采样地表颜色插值纹理获得第一采样结果，根据所述第二纹理坐标采样卫星影像纹理，获得第二采样结果；

三维地球生成单元，用于将所述第一采样结果和所述第二采样结果进行透明度混合生成新的三维地球纹理，根据所述新的三维地球纹理生成三维地球；

所述根据所述顶点经纬度，计算所述三角网格顶点在地表高度数据纹理模型中的第一纹理坐标和所述三角网格顶点在卫星影像纹理模型中的第二纹理坐标前，包括：根据获取的数字高程模型数据生成所述地表高度数据纹理，所述地表高度数据纹理为二维整形纹理；生成所述地表颜色插值纹理，所述地表颜色插值纹理为一维颜色纹理；根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，所述卫星影像纹理为二维RGBA纹理；

所述根据获取的卫星影像数据生成所述卫星影像纹理，还包括：在生成所述卫星影像纹理时，将所述卫星影像数据缺失的区域以完全透明的二维RGBA纹理代替。

4.如权利要求3所述一种基于多纹理创建三维地球的系统，其特征在于，所述获取三角网格顶点在所述平板网格模型中的顶点纹理坐标，根据所述顶点纹理坐标计算所述三角网格顶点对应的顶点经纬度前，包括：

根据三维地球的状态，计算当前时刻地球半径以及所述平板网格模型左上点和所述平板网格模型右下点的经纬度。