CN102750734B - 一种虚拟三维地球系统显示的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种虚拟三维地球系统显示的方法和系统，所述方法包括以下步骤：根据地理信息数据按预定的精度建立三角网格模型；获取所述三角网格模型的三角网格顶点的纹理坐标；根据所述纹理坐标计算所述三角网格顶点在三维地球模型上的第一坐标和在平面地图上的第二坐标；根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标；将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示。本发明的实施例中，通过建立地理信息数据的三角网格模型，计算三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标，进而在渐变坐标显示三维地球模型或平面地图，实现了三维地球模型与地图平面的渐变切换。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟三维地球领域，尤其涉及一种虚拟三维地球系统显示的方法和系统。
背景技术
虚拟三维地球系统中常需要使用到“三维地球”和“平面地图”两种投影模式。
三角网格就是全部由三角形组成的多边形网格。多边形和三角网格在图形学和建模中广泛使用，用来模拟复杂物体的表面，如建筑、车辆、人体，当然还有茶壶等。当然，任意多边形网格都能转换成三角网格，三角网格以其简单性而吸引人，相对于一般多边形网格，许多操作对三角网格更容易。三角带是一个三角形列表，其中每个三角形都与前一个三角形共享一边。三角网可在三角形或顶点级保存额外信息。纹理映射是将位图(称作″纹理图″或简称″纹理″)贴到多边形表面的过程。这里只给出一个高度简化的解释：我们希望将2D纹理贴到多边形表面上，同时考虑多边形在摄像机空间的方向。对多边形中每个需要渲染的像素都要计算2D纹理映射坐标，这些坐标用以索引纹理图，从而为相应像素着色。通常，在顶点保存纹理映射坐标，三角形面中其余各点的坐标通过插值进行计算。三角网格是顶点和三角形的列表。三角网格的一系列基本操作都是逐点和逐三角形应用基本操作的结果。最明显的，渲染和转换都属于这种操作。为渲染三角网格，我们逐个三角形渲染，如要向三角网格应用转换，如旋转和缩放等，应逐顶点进行。
现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在以下缺点：
在虚拟三维地球系统中，三维地球模型与平面地图之间为跳变式切换，没有过渡不流畅，视觉效果差。
发明内容
本发明实施例提供了一种虚拟三维地球系统显示的方法和系统，通过建立地理信息数据的三角网格模型，计算三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标，进而在渐变坐标显示三维地球模型或平面地图，实现了三维地球模型与地图平面的渐变切换。
本发明实施例提供了一种虚拟三维地球系统显示的方法，根据地理信息数据按预定的精度建立三角网格模型，包括以下步骤：
获取所述三角网格模型的三角网格顶点的纹理坐标；
根据所述纹理坐标计算所述三角网格顶点在三维地球模型上的第一坐标和在平面地图上的第二坐标；
根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标；
将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示。
所述三维地球模型和所述平面地图具有同一三维坐标原点。
所述三角网格顶点的所述纹理坐标为所述三角网格顶点的经纬度。
所述根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标前，还包括：
设置渐变因子，所述渐变因子范围为[0，1]。
所述将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示，具体包括：
所述渐变因子为0时，只显示所述三维地理模型；
所述渐变因子为1时，只显示所述平面地图；
所述渐变因子由0渐变为1时，由所述三维地理模型渐变为所述平面地图。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过建立地理信息数据的三角网格模型，计算三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标，进而在渐变坐标显示三维地球模型或平面地图，实现了三维地球模型与地图平面的渐变切换。
本发明实施例提供了一种虚拟三维地球系统显示的系统，包括：
纹理坐标获取单元，用于获取所述三角网格模型的三角网格顶点的纹理坐标；
坐标计算单元，用于根据所述纹理坐标计算所述三角网格顶点在三维地球模型上的第一坐标和在平面地图上的第二坐标；
渐变坐标计算单元，用于根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标；
显示单元，用于将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示。
所述三维地球模型和所述平面地图具有同一三维坐标原点。
所述三角网格顶点的所述纹理坐标为所述三角网格顶点的经纬度。
还包括：
渐变因子设置单元，用于设置渐变因子，所述渐变因子范围为[0，1]。
所述将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示，具体包括：
所述渐变因子为0时，只显示所述三维地理模型；
所述渐变因子为1时，只显示所述平面地图；
所述渐变因子由0渐变为1时，由所述三维地理模型渐变为所述平面地图。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过建立地理信息数据的三角网格模型，计算三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标，进而在渐变坐标显示三维地球模型或平面地图，实现了三维地球模型与地图平面的渐变切换。
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虚拟三维地球系统显示的方法流程图；
图2是本发明实施例中一种虚拟三维地球系统显示的方法具体流程图；
图3是本发明实施例中一种虚拟三维地球系统显示的系统结构图。
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。
本发明实施例一一种虚拟三维地球系统显示的方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤S101，获取所述三角网格模型的三角网格顶点的纹理坐标；
步骤S102，根据所述纹理坐标计算所述三角网格顶点在三维地球模型上的第一坐标和在平面地图上的第二坐标；
步骤S103，根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标；
步骤S104，将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示。
所述三维地球模型和所述平面地图具有同一三维坐标原点。
所述三角网格顶点的所述纹理坐标为所述三角网格顶点的经纬度。
所述根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标前，还包括：
设置渐变因子，所述渐变因子范围为[0，1]。
所述将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示，具体包括：
所述渐变因子为0时，只显示所述三维地理模型；
所述渐变因子为1时，只显示所述平面地图；
所述渐变因子由0渐变为1时，由所述三维地理模型渐变为所述平面地图。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过建立地理信息数据的三角网格模型，计算三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标，进而在渐变坐标显示三维地球模型或平面地图，实现了三维地球模型与地图平面的渐变切换。
本发明实施例二提供了一种虚拟三维地球系统显示的方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤S201，根据地理信息数据按预定的精度建立三角网格模型；
步骤S202，获取所述三角网格模型的三角网格顶点的纹理坐标，所述三角网格顶点的所述纹理坐标为所述三角网格顶点的经纬度。
在本实施例中获取所述三角网格顶点P的所述纹理坐标为(Lon，Lat)。
步骤S203，根据所述纹理坐标计算所述三角网格顶点在三维地球模型上的第一坐标和在平面地图上的第二坐标，所述三维地球模型和所述平面地图具有同一三维坐标原点。
设置经纬度(Lon0，Lat0)的点为所述三维坐标原点，坐标为(0，0，0)，所述三维地球模型的半径R，则所述三维地球的球心坐标(0，0，-R)。
根据所述三角网格顶点P的所述纹理坐标(Lon，Lat)，计算所述三角网格顶点P在所三维地球模型上的第一坐标P0(x，y，z)，如公式(1)至(3)：
P0.x＝R*cos(Lat-Lat0)*sin(Lon-Lon0) (1)
P0.y＝R*sin(Lat-Lat0) (2)
P0.z＝R*cos(Lat-Lat0)*cos(Lon-Lon0) (3)
使用经纬度线性投影后，计算所述三角网格顶点P在平面地图上的第二坐标P1(x，y，z)，如公式(4)至(6)：
P1.x＝R*(Lon-Lon0)； (4)
P1.y＝R*(Lat-Lat0) (5)
P1.z＝0 (6)
步骤S204，设置渐变因子a，所述渐变因子a范围在0至1。
步骤S205，根据所述第一坐标P0(x，y，z)和第二坐标P1(x，y，z)计算所述三角网格顶点P的在虚拟三维地球系统中的渐变坐标Pm(x，y，z)，如公式(7)至公式(9)：
P.m＝P0.x*(1-a)+P1.x*a (7)
P.m＝P0.y*(1-a)+P1.y*a (8)
P.m＝P0.z*(1-a)+P1.z*a (9)
步骤S206，将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标Pm(x，y，z)显示。
所述渐变因子a为0时，只显示所述三维地理模型；
所述渐变因子a为1时，只显示所述平面地图；
所述渐变因子a由0渐变为1时，由所述三维地理模型渐变为所述平面地图。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过建立地理信息数据的三角网格模型，计算三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标，进而在渐变坐标显示三维地球模型或平面地图，实现了三维地球模型与地图平面的渐变切换。
本发明实施例三提供了一种模拟大气层的系统，如图3所示，包括：
纹理坐标获取单元301，用于获取所述三角网格模型的三角网格顶点的纹理坐标；
坐标计算单元302，用于根据所述纹理坐标计算所述三角网格顶点在三维地球模型上的第一坐标和在平面地图上的第二坐标；
渐变因子设置单元303，用于设置渐变因子，所述渐变因子范围为[0，1]；
渐变坐标计算单元304，用于根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标；
显示单元305，用于将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示。
所述三维地球模型和所述平面地图具有同一三维坐标原点。
所述三角网格顶点的所述纹理坐标为所述三角网格顶点的经纬度。
所述将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示，具体包括：
所述渐变因子为0时，只显示所述三维地理模型；
所述渐变因子为1时，只显示所述平面地图；
所述渐变因子由0渐变为1时，由所述三维地理模型渐变为所述平面地图。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果如下：通过建立地理信息数据的三角网格模型，计算三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标，进而在渐变坐标显示三维地球模型或平面地图，实现了三维地球模型与地图平面的渐变切换。
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 (10)
1.一种虚拟三维地球系统显示的方法，根据地理信息数据按预定的精度建立三角网格模型，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述三角网格模型的三角网格顶点的纹理坐标；
根据所述纹理坐标计算所述三角网格顶点在三维地球模型上的第一坐标和在平面地图上的第二坐标；
根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标；
将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示。
2.如权利要求1所述种虚拟三维地球系统显示的方法，其特征在于，所述三维地球模型和所述平面地图具有同一三维坐标原点。
3.如权利要求1所述种虚拟三维地球系统显示的方法，其特征在于，所述三角网格顶点的所述纹理坐标为所述三角网格顶点的经纬度。
4.如权利要求1所述种虚拟三维地球系统显示的方法，其特征在于，所述根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标前，还包括：
设置渐变因子，所述渐变因子范围为[0，1]。
5.如权利要求4所述种虚拟三维地球系统显示的方法，其特征在于，所述将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示，具体包括：
所述渐变因子为0时，只显示所述三维地球模型；
所述渐变因子为1时，只显示所述平面地图；
所述渐变因子由0渐变为1时，由所述三维地球模型渐变为所述平面地图。
6.一种虚拟三维地球系统显示的系统，其特征在于，包括：
纹理坐标获取单元，用于获取三角网格模型的三角网格顶点的纹理坐标；
坐标计算单元，用于根据所述纹理坐标计算所述三角网格顶点在三维地球模型上的第一坐标和在平面地图上的第二坐标；
渐变坐标计算单元，用于根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标；
显示单元，用于将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示。
7.如权利要求6所述种虚拟三维地球系统显示的系统，其特征在于，所述三维地球模型和所述平面地图具有同一三维坐标原点。
8.如权利要求6所述种虚拟三维地球系统显示的系统，其特征在于，所述三角网格顶点的所述纹理坐标为所述三角网格顶点的经纬度。
9.如权利要求6所述种虚拟三维地球系统显示的系统，其特征在于，所述根据所述第一坐标和第二坐标计算所述三角网格顶点在虚拟三维地球系统中的渐变坐标前，还包括：
渐变因子设置单元，用于设置渐变因子，所述渐变因子范围为[0，1]。
10.如权利要求9所述种虚拟三维地球系统显示的系统，其特征在于，所述将所述三维地球模型或所述平面地图在所述渐变坐标上显示，具体包括：
所述渐变因子为0时，只显示所述三维地球模型；
所述渐变因子为1时，只显示所述平面地图；
所述渐变因子由0渐变为1时，由所述三维地球模型渐变为所述平面地图。
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