CN103136782A - 一种三维模型地图动态渲染方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种三维模型地图动态渲染方法，包括步骤：将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转换成中心点世界地图坐标；获取预定底图的世界地图坐标所对应的像素值；根据所述预定底图的世界地图坐标获得目的三维模型；给所述目的三维模型赋予对应的像素值。可以把指定的地形和地形上的三维建筑物渲染成特定的状态，直观识别建筑物。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理领域，特别是涉及一种三维模型地图动态渲染方法及装置。
背景技术
随着GIS应用的深入，GIS需要存储和管理大量的空间信息和属性信息。在成千上万的三维建筑物上如何做一些分析，有效直观查看、识别海量建筑物，以及三维可视化信息分析与统计结果等是传统GIS没法做到的。
发明内容
本发明提供了一种三维模型地图动态渲染方法及装置，可以把指定的地形和地形上的三维建筑物渲染成特定的状态，直观识别建筑物。
采用的方案：
一种三维模型地图动态渲染方法，包括步骤：
将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转换成中心点世界地图坐标；
获取预定底图的世界地图坐标所对应的像素值；
根据所述预定底图的世界地图坐标获得目的三维模型；
给所述目的三维模型赋予对应的像素值。
以及，一种三维模型地图动态渲染装置，包括：
坐标转换单元，用于将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转换成中心点世界地图坐标；
第一获取单元，用于获取预定底图的世界地图坐标所对应的像素值；
第二获取单元，用于根据所述预定底图的世界地图坐标获得目的三维模型；
渲染单元，用于给所述目的三维模型赋予对应的像素值。
本发明中先获取三维模型中的几何基元的中心点坐标，将其转换成世界地图坐标；获取预定底图的世界地图坐标和对应各个世界地图坐标的像素值；根据底图的世界地图坐标获得对应的目的节点的世界地图坐标；将对应的像素值赋予目的节点所代表的三维模型，实现三维模型地图动态渲染；可以把指定的地形和地形上的三维建筑物渲染成特定的状态，直观识别建筑物。
附图说明
图1为本发明方法的一个实施流程图；
图2为本发明装置的一个结构示意图；
图3为本发明装置的另一个结构示意图；
图4为本发明装置的另一个结构示意图。
具体实施方式
本发明基于osgEarth，osgEarth是一个基于OSG（Open Scene Graph）开发的实时地形模型加载和渲染工具。
本发明提出一种三维模型地图动态渲染方法，请参考图1，包括步骤：
S1、将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转换成中心点世界地图坐标；
首先，osgearth引擎加载含有建筑高度属性的Shapefile文件，依据建筑高度属性拉伸成三维模型并渲染。遍阅得到所有几何基元；其中，几何基元包括：墙体的几何图元、楼顶的几何图元、墙体的本地坐标范围、楼顶的本地坐标范围、楼层数等等；Shapefile文件用于描述几何体对象：点、折线与多边形。例如，Shapefile文件可以存储井、河流、湖泊等空间对象的几何位置。除了几何位置，shp文件也可以存储这些空间对象的属性，例如一条河流的名字，一个城市的温度等等。
几何图元可以是三角形、多边形等等；进而获取三维模型中的几何基元的中心点本地坐标；
将中心点本地坐标乘于变换矩阵得到中心点世界地图坐标。其中，变换矩阵通过几何体节点路径获取并转换而得到。
中心点本地坐标是相对于三维地理管理系统而言；中心点世界地图坐标是标的物的实际所处位置。
S2、获取预定底图的世界地图坐标所对应的像素值；
其中，预定底图可以是根据业务数据生成的，例如，根据手机信号测试系统，得到区域1的信号强烈、区域2的信号较弱、区域3基本无信号；那么可以给不同区域指定不同的代表颜色，得到预定底图。
其中，业务数据可以是实时获得，也可以是存储在数据库中的历史数据。
由于利用手机信号测试系统测试信号数据时，已携带区域的坐标信息，所以，在得到预定底图时，就不需要再次赋予坐标。
底图的生成步骤，也可以利用系统进行预处理得到预定底图：
1、制图软件内制作一个建筑分类的图片；
2、给图片赋予经纬度。
获取像素值的步骤，可以是：利用osgearth引擎加载指定区域的底图到三维地图中作为一个图层;
同时利用开源库读取底图的经纬度到内存；
根据预定底图的经纬度与像素行列的映射关系，获取各坐标所对应的像素值。
S3、根据预定底图的世界地图坐标获得目的三维模型；
根据预定底图的世界地图坐标，可以获取具有相同世界地图坐标的三维模型。
S4、给目的三维模型赋予对应的像素值。
在三维模型地图上渲染像素值，可以直观地呈现业务状态。
本发明中先获取三维模型中的几何基元的中心点坐标，将其转换成世界地图坐标；获取预定底图的世界地图坐标和对应各个世界地图坐标的像素值；根据底图的世界地图坐标获得对应的目的节点的世界地图坐标；将对应的像素值赋予目的节点所代表的三维模型，实现三维模型地图动态渲染；可以把指定的地形和地形上的三维建筑物渲染成特定的状态，直观识别建筑物。
为了提高工作效率，可对上述实施例作如下改进：在步骤S1之后，步骤S3之前，若当前几何基元的中心点世界地图坐标低于预定坐标精度时，将所述当前几何基元整合成一个节点；
根据所述预定底图的世界地图坐标获得目的节点；根据所述目的节点获得目的三维模型。
该步骤可以包括步骤：
1、根据预定坐标精度从所有中心点世界地图坐标中选择各个基准点；
2、以各个基准点为基础，在指定区域内，获取其他中心点世界地图坐标与对应的基准点的坐标值差异；其中，各个指定区域内的基准点有且只有一个；
3、当该差异值小于预定值时，将基准点的世界地图坐标作为对应的其他中心点世界地图坐标；其中，该预定值可以根据实际情况进行改变。
也可以根据预定坐标精度直接进行整合；例如，3个中心点世界地图坐标：A的坐标为（12.211，121.211）；B的坐标为（12.2112，121.2116）；C的坐标为（12.2114，121.2115），预定坐标精度为（0.001，0.001）；那么整合后只剩下一个节点，坐标为（12.211，121.211），该节点代表A、B、C三个点。
这样根据预定坐标精度将中心点世界地图坐标进行整合，使得世界地图坐标相隔较近的，难于分辨的中心点，整合到一个节点；该节点代表了一定范围内的三维模型；减少了三维模型的数据处理量。
另外，由于图1实施例中，S4步骤获得像素值三维模型地图，仅针对的是某个预定的底图，也即是只能反映一种业务，这样并不能满足重复利用的需求，因此做如下改进：在步骤S1后，还包括步骤：
保存各个节点与渲染状态的对应关系；其中，渲染状态包括纹理和材质；渲染状态是三维模型应用系统提供，可由用户的选择；
这样，在步骤S4之后，当接收到切换命令时，将三维模型按照渲染状态进行渲染，替换被赋予的像素值。
这样，需要再在三维模型地图中直观呈现业务统计时，即可根据新的底图进行动态渲染。
通过本发明可以直观体现出各种业务统计数据；如地震分析，分析地震的影响范围，通过生成底图，进而渲染建筑物的像素来表示受影响的范围。
本发明还提出一种三维模型地图动态渲染装置，参考图2，包括：
坐标转换单元，用于将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转换成中心点世界地图坐标；
第一获取单元，用于获取预定底图的世界地图坐标所对应的像素值；
第二获取单元，用于根据预定底图的世界地图坐标获得目的节点；
渲染单元，用于给目的节点所对应的三维模型赋予对应的像素值。
本发明中先获取三维模型中的几何基元的中心点坐标，将其转换成世界地图坐标；获取预定底图的世界地图坐标和对应各个世界地图坐标的像素值；根据底图的世界地图坐标获得对应的目的节点的世界地图坐标；将对应的像素值赋予目的节点所代表的三维模型，实现三维模型地图动态渲染；可以把指定的地形和地形上的三维建筑物渲染成特定的状态，直观识别建筑物。
为了提高工作效率，三维模型地图动态渲染装置还包括：整合单元；参考图3，其中，所述整合单元用于若当前几何基元的中心点世界地图坐标低于预定坐标精度时，将所述当前几何基元整合成一个节点；
所述第二获取单元根据所述预定底图的世界地图坐标获得目的节点；根据所述目的节点获得目的三维模型。
根据预定坐标精度将中心点世界地图坐标进行整合，使得世界地图坐标相隔较近的，难于分辨的中心点，整合到一个节点；该节点代表了一定范围内的三维模型；减少了三维模型的数据处理量。
其中，整合单元当前几何基元整合成一个节点时，根据预定坐标精度从所有中心点世界地图坐标中选择各个基准点；
以各个基准点为基础，在指定区域内，获取其他中心点世界地图坐标与对应的基准点的世界地图坐标的差异；其中，各个指定区域内的基准点有且只有一个；
当该差异值小于预定值时，将基准点的世界地图坐标作为对应的其他中心点世界地图坐标。
其中，坐标转换单元将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转成中心点世界地图坐标时，加载含有建筑高度属性的Shapefile文件，根据建筑高度属性拉伸成三维模型并渲染，遍阅三维模型获取三维模型中的几何基元的中心点本地坐标；
将中心点本地坐标乘于变换矩阵得到中心点世界地图坐标。
另外，三维模型地图动态渲染装置还包括：保存单元；参考图4，
其中，保存单元，用于保存各个节点与渲染状态的对应关系；其中，渲染状态包括纹理和材质；
当渲染单元接收到切换命令时，将三维模型按照渲染状态进行渲染，替换被赋予的像素值。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种三维模型地图动态渲染方法，其特征在于，包括步骤：
将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转换成中心点世界地图坐标；
获取预定底图的世界地图坐标所对应的像素值；
根据所述预定底图的世界地图坐标获得目的三维模型；
给所述目的三维模型赋予对应的像素值。
2.根据权利要求1所述的三维模型地图动态渲染方法，其特征在于，在所述将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转换成中心点世界地图坐标的步骤后，
若当前几何基元的中心点世界地图坐标低于预定坐标精度时，将所述当前几何基元整合成一个节点；
根据所述预定底图的世界地图坐标获得目的节点；根据所述目的节点获得目的三维模型。
3.根据权利要求1所述的三维模型地图动态渲染方法，其特征在于，所述将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转成中心点世界地图坐标的步骤具体为：
加载Shapefile文件，获取三维模型中的几何基元的中心点本地坐标；
将所述中心点本地坐标乘于变换矩阵得到中心点世界地图坐标。
4.根据权利要求2所述的三维模型地图动态渲染方法，其特征在于，所述若当前几何基元的中心点世界地图坐标低于预定坐标精度时，将所述当前几何基元整合成一个节点的步骤包括：
根据预定坐标精度从所有中心点世界地图坐标中选择各个基准点；
以各个基准点为基础，在指定区域内，获取其他中心点世界地图坐标与对应的基准点的世界地图坐标的差异；其中，各个指定区域内的基准点有且只有一个；
当该差异值小于预定值时，将基准点的世界地图坐标作为对应的其他中心点世界地图坐标。
5.根据权利要求1至4任一项所述的三维模型地图动态渲染方法，其特征在于，在所述将低于预定坐标精度的中心点世界坐标整合成一个节点的步骤后，还包括步骤：
保存各个节点与渲染状态的对应关系；其中，所述渲染状态包括纹理和材质；
当接收到切换命令时，将三维模型按照所述渲染状态进行渲染，替换被赋予的像素值。
6.一种三维模型地图动态渲染装置，其特征在于，包括：
坐标转换单元，用于将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转换成中心点世界地图坐标；
第一获取单元，用于获取预定底图的世界地图坐标所对应的像素值；
第二获取单元，用于根据所述预定底图的世界地图坐标获得目的节点；
渲染单元，用于给所述目的节点所对应的三维模型赋予对应的像素值。
7.根据权利要求6所述的三维模型地图动态渲染装置，其特征在于，所述三维模型地图动态渲染装置还包括：整合单元；
其中，所述整合单元用于若当前几何基元的中心点世界地图坐标低于预定坐标精度时，将所述当前几何基元整合成一个节点；
所述第二获取单元根据所述预定底图的世界地图坐标获得目的节点；根据所述目的节点获得目的三维模型。
8.根据权利要求6所述的三维模型地图动态渲染装置，其特征在于，所述坐标转换单元将三维模型中的几何基元的中心点本地坐标转成中心点世界地图坐标时，加载Shapefile文件，获取三维模型中的几何基元的中心点本地坐标；
将所述中心点本地坐标乘于变换矩阵得到中心点世界地图坐标。
9.根据权利要求7所述的三维模型地图动态渲染装置，其特征在于，所述整合单元根据预定坐标精度从所有中心点世界地图坐标中选择各个基准点；
以各个基准点为基础，在指定区域内，获取其他中心点世界地图坐标与对应的基准点的世界地图坐标的差异；其中，各个指定区域内的基准点有且只有一个；
当该差异值小于预定值时，将基准点的世界地图坐标作为对应的其他中心点世界地图坐标。
10.根据权利要6至9任一项所述的三维模型地图动态渲染装置，其特征在于，所述三维模型地图动态渲染装置还包括：保存单元；
其中，所述保存单元，用于保存各个节点与渲染状态的对应关系；其中，所述渲染状态包括纹理和材质；
当所述渲染单元接收到切换命令时，将三维模型按照所述渲染状态进行渲染，替换被赋予的像素值。
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