CN105118092B - 一种对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法，涉及三维技术领域。该方法包括：创建并存储有限数量的目标地形区的纹理图片；将原始卫星影像图作为编号为1的纹理图片，将目标卫星图片中涉及到的所有纹理图片从编号2开始进行编号索引；按照目标地形区中记载的纹理特征，将纹理图片绘制溅斑图，并存储，所述溅斑图的数量至少为1张；按照溅斑图中记载的纹理特征，制作溅斑图索引，按照溅斑图索引，纹理图片平铺在目标地形区的相应位置，完成对原始卫星影像图的增强渲染。本发明保留了原始卫星影像图的真实感，改进了卫星影像图放大时的虚化现象，增强了地表细节，得到出色的渲染结果。减少存储、传输和渲染时的性能消耗，提高渲染效率。

Description

一种对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法

技术领域

本发明涉及三维技术领域，尤其涉及一种对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法。

背景技术

随着数字地图、数字地球产品的大量涌现，卫星影像图越来越常见，但是卫星影像图的精度越高，数据量越大，当影像精度达到1m时，覆盖全球约需170亿幅卫星影像图，每增加一级精度，会增加4倍数据量。现有的卫星影像图像即使达到0.1m的测绘精度，也无法满足三维虚拟显示中近距离落地观看的细节要求。

卫星影像图以位图方式存储，极为消耗硬盘、内存、网络带宽和渲染时的显存。展示数字地球、智慧城市、智慧园区时，完全使用卫星影像图达到高清展示，在原有技术条件下是不现实的，或是代价极大的，不能用于生产和实用环节。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明所述对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法，该方法按照下述步骤实现：

S1，创建并存储有限数量的目标地形区的纹理图片；所述纹理图片包括：草地纹理图片、水泥路面纹理图片、土质纹理图片、砂石纹理图片；

S2，将原始卫星影像图作为编号为1的纹理图片，将目标卫星图片中涉及到的所有纹理图片从编号2开始进行编号索引；

S3，按照目标地形区中记载的纹理特征，将纹理图片绘制溅斑图，并存储，所述溅斑图的数量至少为1张；

S4，按照溅斑图中记载的纹理特征，制作溅斑图索引，按照溅斑图索引，纹理图片平铺在目标地形区的相应位置，完成对原始卫星影像图的增强渲染。

优选地，在步骤S3中，纹理图片中记载的一种纹理对应溅斑图中的一个通道，所述溅斑图共有四个通道。

更优选地，所述溅斑图的四个通道分别为R通道、G通道、B通道和A通道。

优选地，除最后一张溅斑图外，其余溅斑图每个通道对应一种纹理图片，最后一张溅斑图中至少R通道对应一张纹理图片。

优选地，第一张溅斑图的R通道是原始卫星影像图。

优选地，R通道、G通道、B通道和A通道中任意一个通道的数值为0-255，任意一张溅斑图的绘制区域的纹理的强度值小于等于255。

优选地，步骤S2中，将编号为1的卫星照片按照1:1比例完全铺贴目标地形区。

优选地，除第一张溅斑图中编号为1的纹理图片外，剩余任意一张纹理图片按纹理图片的实际尺寸连续平铺在目标地形区的相应位置。

优选地，按照溅斑图索引，将纹理图片平铺在原始卫星影像图的相应位置，具体按照下述步骤实现：

首先，第一张溅斑图的R通道是原始卫星影像图，将此卫星影像按照1:1比例着色到地形几何体上；

其次，继续按顺序读取第一张溅斑图的G、B、A通道，根据通道中记录的着色强度0-255，调用该通道对应的纹理照片，在地形几何体上将该着色强度的纹理照片进行再次覆盖着色；

最后，按顺序继续读取下一张溅斑图的R、G、B、A通道，调用该通道对应的纹理照片，在地形几何体上将该纹理照片进行再次覆盖着色，着色强度按照该通道对应像素的强度值；直至完成最后一张溅斑图的最后一个通道为止。

优选地，每一张溅斑图记录了其包括的纹理图片在目标地形区的覆盖区域和着色强度。

本发明的有益效果是：

1、存储的数据量极少，以256×256像素的溅斑图片就可以体现4平方公里的地形，达到落地也能看到清晰地表的程度。而采用影像图高清地面测绘，达到同样级别显示，需要5GB以上的卫星图。数据量大幅降低，将大大提高网络传输速度。

2、渲染速度很快。因为溅斑纹理数量可控，需要加载的图形很少，GPU显存中已经记录了所有纹理，渲染时，占用显存很少，GPU渲染非常快捷。

3、增强纹理不破坏原有卫星影像图纹理，在高空俯视和远距离观看时，依然显示原始卫星影像图。只有在需要查看细节时，才应用增强纹理。纹理可能与现实不完全符合，而这种不完全符合恰是可以接受的，因为现实场景中，地面细节的变化很频繁，同一个路面早晚可能都不完全一致。用户更在乎是什么类型的纹理，而对纹理的细节通常不在乎。

附图说明

图1是本发明中所述对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

本实施例所述对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法，该方法按照下述步骤实现：

S1，创建并存储有限数量的目标地形区的纹理图片；所述纹理图片是目标地形区的纹理特征，包括：草地纹理图片、水泥路面纹理图片、土质纹理图片、砂石纹理图片等；

S2，将原始卫星影像图作为编号为1的纹理图片，将目标卫星图片中涉及到的所有纹理图片从编号2开始进行编号索引；

S3，按照目标地形区中记载的纹理特征，将纹理图片绘制溅斑图，并存储，所述溅斑图的数量至少为1张；

S4，按照溅斑图中记载的纹理特征，制作溅斑图索引，按照溅斑图索引，纹理图片平铺在目标地形区的相应位置，完成对原始卫星影像图的增强渲染。更详细的解释说明为：

(一)在步骤S3中，纹理图片中记载的一种纹理对应溅斑图中的一个通道，所述溅斑图共有四个通道。所述溅斑图的四个通道分别为R通道、G通道、B通道和A通道。R通道、G通道、B通道和A通道中任意一个通道的强度值为0-255，任意一张溅斑图的绘制区域的纹理的强度值小于等于255。除最后一张溅斑图外，其余溅斑图每个通道对应一种纹理图片，最后一张溅斑图中至少R通道对应一张纹理图片。其中，第一张溅斑图的R通道是原始卫星影像图。

(二)步骤S2中，将编号为1的卫星照片按照1:1比例完全铺贴地形几何体。

(三)除第一张溅斑图中编号为1的纹理图片外，剩余任意一张纹理图片按纹理图片的实际尺寸连续平铺在地形几何体的相应位置。

(四)按照溅斑图索引，将纹理图片平铺在原始卫星影像图的相应位置，具体按照下述步骤实现：第一张溅斑图的R通道是原始卫星影像图，将原始卫星影像图按照1:1比例着色到地形几何体上；继续按顺序读取第一张溅斑图的G、B、A通道，根据通道中记录的着色强度0-255，调用该通道对应的纹理照片，在地形几何体上将该着色强度的纹理照片进行再次覆盖着色；按顺序继续读取下一张溅斑图的R、G、B、A通道，调用该通道对应的纹理照片，在地形几何体上将该纹理照片进行再次覆盖着色，着色强度按照该通道对应像素的强度值；直至完成最后一张溅斑图的最后一个通道为止，得到增强纹理后的地表渲染结果。

步骤S1中，所述目标地形区的原始卫星影像图和有限数量的纹理图片作为资源预先存储；溅斑图记录了纹理图片在该地形上的覆盖区域和增强度，用溅斑图的RGBA四个通道可以记录记录4种纹理，每超出4种纹理，再增加一张溅斑图。

图形显示终端在渲染时，先读取溅斑信息。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

1、存储的数据量极少，以256×256像素的溅斑图片就可以体现4平方公里的地形，达到落地也能看到清晰地表的程度。而采用影像图高清地面测绘，达到同样级别显示，需要5GB以上的卫星图。数据量大幅降低，将大大提高网络传输速度。

2、渲染速度很快。因为溅斑纹理数量可控，需要加载的图形很少，GPU显存中已经记录了所有纹理，渲染时，占用显存很少，GPU渲染非常快捷。

3、增强纹理不破坏原有卫星影像图纹理，在高空俯视和远距离观看时，依然显示原始卫星影像图。只有在需要查看细节时，才应用增强纹理。纹理可能与现实不完全符合，而这种不完全符合恰是可以接受的，因为现实场景中，地面细节的变化很频繁，同一个路面早晚可能都不完全一致。用户更在乎是什么类型的纹理，而对纹理的细节通常不在乎。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法，其特征在于，该方法按照下述步骤实现：

S1，创建并存储有限数量的目标地形区的纹理图片；所述纹理图片包括：草地纹理图片、水泥路面纹理图片、土质纹理图片、砂石纹理图片；

S2，将原始卫星影像图作为编号为1的纹理图片，将目标卫星图片中涉及到的所有纹理图片从编号2开始进行编号索引；

S3，按照目标地形区中记载的纹理特征，将纹理图片绘制溅斑图，并存储，所述溅斑图的数量至少为1张；

S4，按照溅斑图中记载的纹理特征，制作溅斑图索引，按照溅斑图索引，纹理图片平铺在目标地形区的相应位置，完成对原始卫星影像图的增强渲染；

除最后一张溅斑图外，其余溅斑图每个通道对应一种纹理图片，最后一张溅斑图中至少R通道对应一张纹理图片；第一张溅斑图的R通道是原始卫星影像图；

步骤S2中，将编号为1的卫星照片按照1:1比例完全铺贴目标地形区；

除第一张溅斑图中编号为1的纹理图片外，剩余任意一张纹理图片按纹理图片的实际尺寸连续平铺在目标地形区的相应位置；

步骤S4中，按照溅斑图索引，将纹理图片平铺在原始卫星影像图的相应位置，具体按照下述步骤实现：

首先，第一张溅斑图的R通道是原始卫星影像图，将此卫星影像按照1:1比例着色到地形几何体上；

其次，继续按顺序读取第一张溅斑图的G、B、A通道，根据通道中记录的着色强度0-255，调用该通道对应的纹理照片，在地形几何体上将该着色强度的纹理照片进行再次覆盖着色；

最后，按顺序继续读取下一张溅斑图的R、G、B、A通道，调用该通道对应的纹理照片，在地形几何体上将该纹理照片进行再次覆盖着色，着色强度按照该通道对应像素的强度值；直至完成最后一张溅斑图的最后一个通道为止。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在步骤S3中，一种纹理图片对应溅斑图中的一个通道，所述溅斑图共有四个通道。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述溅斑图的四个通道分别为R通道、G通道、B通道和A通道。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，R通道、G通道、B通道和A通道中任意一个通道的强度值为0-255，任意一张溅斑图的绘制区域的纹理的强度值小于等于255。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，每一张溅斑图记录了其包括的纹理图片在目标地形区的覆盖区域和着色强度。