CN105654542A - 虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法 - Google Patents

虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105654542A
CN105654542A CN201510966583.8A CN201510966583A CN105654542A CN 105654542 A CN105654542 A CN 105654542A CN 201510966583 A CN201510966583 A CN 201510966583A CN 105654542 A CN105654542 A CN 105654542A
Authority
CN
China
Prior art keywords
model
texturing
newly
built
patch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510966583.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105654542B (zh
Inventor
郑磊
陈骁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangke Technology Development Co ltd
Original Assignee
Chengdu Airport Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Airport Technology Co ltd filed Critical Chengdu Airport Technology Co ltd
Priority to CN201510966583.8A priority Critical patent/CN105654542B/zh
Priority to PCT/CN2016/076782 priority patent/WO2017107322A1/zh
Publication of CN105654542A publication Critical patent/CN105654542A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105654542B publication Critical patent/CN105654542B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
    • G06T15/04—Texture mapping
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/20—Processor architectures; Processor configuration, e.g. pipelining

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法，它包括如下步骤：S1：建立材质贴图；？S2：通过材质贴图通道将这张贴图输出到一个和该投射面积相同的新建的未经分割的面片模型上；S3：将新建的未经分割的面片模型和材质贴图存储在显存中；S4：视景引擎加载新建的面片模型和捕捉的材质贴图，调用显卡资源进行渲染。该方法将过去需要由CPU进行计算的模型顶点信息转移到材质贴图通道中，直接调用显卡的GPU资源来进行计算，并且这些信息也将直接存储到显存中直接被GPU调用，无需在系统内存中通过系统总线进行再分配，大幅度提高系统资源的利用率和处理速度，同时也释放CPU的运算资源，使整个系统更加高效。

Description

虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法
技术领域
本发明涉及一种虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法。
背景技术
在虚拟机场的开发过程中，要求对机场地面的各种标线和指示标识进行精细话显示，力求最大限度保证在模拟飞行训练中还原真实状况。所以在对虚拟机场的要求规范中，各个标识物和标线都有严格的规范要求，其中又以地面标线涉及滑行路线面广，覆盖机场范围大而更加收到关注。例如飞行员通过视景引擎渲染的画面中，要能够清晰看见到滑行道停止等待线，在划入停机位时要清晰观察到轮档位的地面标志等。
可见对地面标识的刻画在虚拟机场的模型制作中起着举足轻重的作用，好的渲染表现手法不仅可以提高整体机场的仿真模拟程度，让飞行训练效果更有成效，还可以降低系统资源的消耗，提高整个虚拟仿真系统的流畅度和画面效果。
为同时表现出高质量的地面和清晰的地面标志，现设想需要制作一个地面模型，目前的解决方案有两个：
（1）详细分解待制作地面区域内的地表状况，用切割工具沿着特定道路状况，如草坪、沥青路面、裸露土地等的边沿切割画线，在形成闭合分割线后将该区域进行分离操作，在使用较小尺寸的贴图文件，通过重复贴图的方式赋予该模型面片。
（2）详细分解待制作地面区域内的地表状况，使用不同面片层来表现不同的道路状况，在完成所有面片层的制作后，将他们堆叠起来，彼此之间间隔很小的距离（大约0.02毫米），确保想要显示的标志或者沥青道路等所在的层在最上方即可。
现有的技术方案主要是通过对地表模型面片的分割或者是叠加来实现不同道路状况和路面标志的显示效果，然后通过小尺寸的高清贴图，以重复贴图的方式被赋予在模型表面，再通过视景引擎渲染显示出来。由于模型面片的顶点信息大多数情况下由CPU进行运算处理，贴图信息的计算由显卡的GPU完成，而整个系统的其他功能部分需要大量调用CPU的运算资源来进行诸如数据计算、内存调用、数据通信处理等工作，导致CPU性能被严重压榨而GPU性能被大量闲置，最终限制了整个模拟系统的运行效率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法，该方法将过去需要由CPU进行计算的模型顶点信息转移到材质贴图通道中，直接调用显卡的GPU资源来进行计算，并且这些信息也将直接存储到显存中直接被GPU调用，无需在系统内存中通过系统总线进行再分配，大幅度提高系统资源的利用率和处理速度，同时也释放CPU的运算资源，使整个系统更加高效。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法，它包括如下步骤：
S1：建立材质贴图；
S2：通过材质贴图通道将这张贴图输出到一个和该投射面积相同的新建的未经分割的面片模型上；
S3：将新建的未经分割的面片模型和材质贴图存储在显存中；
S4：视景引擎加载新建的面片模型和捕捉的材质贴图，调用显卡资源进行渲染。
该方法还包括投射渲染的地面面片模型过大导致输出贴图大小超过计算机处理范围的处理步骤，该步骤包括如下子步骤：
S21：将新建的面片模型等分为正方形面片；
S22：将原始面片层的颜色信息捕捉到对应的材质贴图组上；
S23：将输出的贴图组分别输出到对应位置的面片模型上。
所述的步骤S1中建立贴图的方法包括根据已有模型投影捕捉和直接绘制两种；所述的根据已有模型投影捕捉方法将模型中的各面片层在投影方向从上方观察到的颜色信息捕捉到一张材质贴图上；所述的直接绘制方法直接绘制地面标志材质贴图，然后将标志材质贴图直接输出到新建的未经分割的面片模型上。
所述的材质贴图的大小通过各面片层颜色信息的采样率控制。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法，该方法将过去需要由CPU进行计算的模型顶点信息转移到材质贴图通道中，直接调用显卡的GPU资源来进行计算，并且这些信息也将直接存储到显存中直接被GPU调用，无需在系统内存中通过系统总线进行再分配，大幅度提高系统资源的利用率和处理速度，同时也释放了CPU的运算资源，使整个系统更加高效。
附图说明
图1为现有方案一的效果示意图；
图2为现有方案二的效果示意图；
图3为本发明的效果示意图；
图4为面片层分割效果示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
现有方案一是在单一面片层上通过分割工具来划分需要显示的不同区块，由于在视景渲染时均需要将模型上的多边形面转化为数个三角面进行渲染，导致该种方案在处理复杂地面模型状况时会有大量的三角面生成。
在图1所示的示例中，地面面片模型在显示基础地面、标志和文字的情况下，总三角面数量达到了1352个，顶点数量为679个。
现有方案二在方案一的基础上进行了改进，将不同的标志分别独立在不同的面片层上，并形成模型部件，之后再将各个模型面片堆叠压缩，将各层之间的距离控制在引擎固有解析力允许的范围内尽可能小的值，例如0.02毫米，使整个地面模型组在视觉效果上不被察觉到之间的悬浮距离即可。
在图2所示的示例中，地面面片层，标志层，文字标志层之间保有一定的距离，优先级以需要最完整显示在最上层为标准。在这种方案下，总三角面数量达到了637个，顶点数量控制在661个，但是由于该方案在实现上需要让各个面片层之间预留一定的厚度来实现类似遮罩的效果，所有整体地面模型具有一定的厚度，在近距离观察时会出现上层标志物“悬浮”在空中的状况，同时为了避免这一状况，总层数被限制在一定范围内，不利于复杂地形地貌的表现。
本方案是在结合现有方案一和方案二优点的基础上产生的。虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法，它包括如下步骤：
S1：建立材质贴图；
S2：通过材质贴图通道将这张贴图输出到一个和该投射面积相同的新建的未经分割的面片模型上；
S3：将新建的未经分割的面片模型和材质贴图存储在显存中；
S4：视景引擎加载新建的面片模型和捕捉的材质贴图，调用显卡资源进行渲染。
在图3所示的示例中，新建的面片层位于原模型的上方，通过投影的方式将下面原模型的颜色信息复制投射到上方的新建面片模型上，并输出材质贴图，直接调用显卡资源进行渲染，以达到降低模型顶点数目和提高GPU计算资源利用效率的目的。经过该方案的优化，最终地面面片模型的三角面数量仅为2个，顶点数量则只有4个。
本方案在具体操作过程中可能会出现投射渲染的地面面片模型过大导致输出贴图大小超过计算机处理范围的状况，解决方法还包括投射渲染的地面面片模型过大导致输出贴图大小超过计算机处理范围的处理步骤，该步骤包括如下子步骤：
S21：将新建的面片模型等分为正方形面片；
S22：将原始面片层的颜色信息捕捉到对应的材质贴图组上；
S23：将输出的贴图组分别输出到对应位置的面片模型上。
在图4所示的示例中，通过平均分割新建面片层为等分大小的正方形面片，再分别进行原模型的颜色信息的复制投射操作，最后将输出的贴图组分别赋予对应位置的面片模型。
所述的步骤S1中建立贴图的方法包括根据已有模型投影捕捉和直接绘制两种；所述的根据已有模型投影捕捉方法将模型中的各面片层在投影方向从上方观察到的颜色信息捕捉到一张材质贴图上；所述的直接绘制方法直接绘制地面标志材质贴图，然后将标志材质贴图直接输出到新建的未经分割的面片模型上。
所述的材质贴图的大小通过各面片层颜色信息的采样率控制。
在实际的项目实施中，可以在基于现有技术方案一和方案二所制作的地面面片模型的基础上过渡到本技术方案，最终视觉效果取决与原模型的质量。同时也可以通过绘制地面标志贴图的方式来跳过模型制作过程，直接将贴图赋予未经分割的面片层模型，可达到相同的显示效果。
此外可以通过控制投射原模型的颜色信息的采样率，调节输出贴图文件的大小来进一步提高系统资源利用率，例如距离视点较远的地面模型面片加载精度较低的贴图材质，而距离视点较近的加载高精度贴图文件。还可以结合材质动态加载技术，根据视点的位置不同动态加载各个面片模型对应的贴图文件的精度，合理利用系统资源。

Claims (4)

1.虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法，其特征在于：它包括如下步骤：
S1：建立材质贴图；
S2：通过材质贴图通道将这张贴图输出到一个和该投射面积相同的新建的未经分割的面片模型上；
S3：将新建的未经分割的面片模型和材质贴图存储在显存中；
S4：视景引擎加载新建的面片模型和捕捉的材质贴图，调用显卡资源进行渲染。
2.根据权利要求1所述的虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法，其特征在于：该方法还包括投射渲染的地面面片模型过大导致输出贴图大小超过计算机处理范围的处理步骤，该步骤包括如下子步骤：
S21：将新建的面片模型等分为正方形面片；
S22：将原始面片层的颜色信息捕捉到对应的材质贴图组上；
S23：将输出的贴图组分别输出到对应位置的面片模型上。
3.根据权利要求1所述的虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法，其特征在于：所述的步骤S1中建立贴图的方法包括根据已有模型投影捕捉和直接绘制两种；所述的根据已有模型投影捕捉方法将模型中的各面片层在投影方向从上方观察到的颜色信息捕捉到一张材质贴图上；所述的直接绘制方法直接绘制地面标志材质贴图，然后将标志材质贴图直接输出到新建的未经分割的面片模型上。
4.根据权利要求1所述的虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法，其特征在于：所述的材质贴图的大小通过各面片层颜色信息的采样率控制。
CN201510966583.8A 2015-12-22 2015-12-22 虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法 Active CN105654542B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510966583.8A CN105654542B (zh) 2015-12-22 2015-12-22 虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法
PCT/CN2016/076782 WO2017107322A1 (zh) 2015-12-22 2016-03-18 虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510966583.8A CN105654542B (zh) 2015-12-22 2015-12-22 虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105654542A true CN105654542A (zh) 2016-06-08
CN105654542B CN105654542B (zh) 2018-11-20

Family

ID=56476611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510966583.8A Active CN105654542B (zh) 2015-12-22 2015-12-22 虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN105654542B (zh)
WO (1) WO2017107322A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111798556A (zh) * 2020-06-18 2020-10-20 完美世界(北京)软件科技发展有限公司 图像渲染方法、装置、设备和存储介质
CN111915714A (zh) * 2020-07-09 2020-11-10 海南车智易通信息技术有限公司 用于虚拟场景的渲染方法、客户端、服务器及计算设备
CN112274934A (zh) * 2020-11-19 2021-01-29 网易（杭州）网络有限公司 模型渲染方法、装置、设备及存储介质
CN112672131A (zh) * 2020-12-07 2021-04-16 聚好看科技股份有限公司 一种全景视频图像显示方法及显示设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030117397A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Hubrecht Alain Yves Nestor Systems and methods for generating virtual reality (VR) file(s) for complex virtual environments
CN102117491A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 新奥特（北京）视频技术有限公司 一种三维建模中纹理数据的绘制方法及装置
CN103985148A (zh) * 2014-04-21 2014-08-13 芜湖航飞科技股份有限公司 一种基于近海面飞行的旋翼下洗视景仿真方法及系统
CN104268922A (zh) * 2014-09-03 2015-01-07 广州博冠信息科技有限公司 一种图像渲染方法及图像渲染装置
CN104598646A (zh) * 2015-02-16 2015-05-06 深圳岂凡网络有限公司 一种网页3d引擎的实现方法及网页3d引擎
CN105118092A (zh) * 2015-09-24 2015-12-02 北京三维易达科技有限公司 一种对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030117397A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Hubrecht Alain Yves Nestor Systems and methods for generating virtual reality (VR) file(s) for complex virtual environments
CN102117491A (zh) * 2009-12-30 2011-07-06 新奥特（北京）视频技术有限公司 一种三维建模中纹理数据的绘制方法及装置
CN103985148A (zh) * 2014-04-21 2014-08-13 芜湖航飞科技股份有限公司 一种基于近海面飞行的旋翼下洗视景仿真方法及系统
CN104268922A (zh) * 2014-09-03 2015-01-07 广州博冠信息科技有限公司 一种图像渲染方法及图像渲染装置
CN104598646A (zh) * 2015-02-16 2015-05-06 深圳岂凡网络有限公司 一种网页3d引擎的实现方法及网页3d引擎
CN105118092A (zh) * 2015-09-24 2015-12-02 北京三维易达科技有限公司 一种对卫星影像图进行纹理增强渲染的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈锋 等: "基于多通道投影系统的纹理表面实时绘制技术", 《北京航空航天大学学报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111798556A (zh) * 2020-06-18 2020-10-20 完美世界(北京)软件科技发展有限公司 图像渲染方法、装置、设备和存储介质
CN111798556B (zh) * 2020-06-18 2023-10-13 完美世界(北京)软件科技发展有限公司 图像渲染方法、装置、设备和存储介质
CN111915714A (zh) * 2020-07-09 2020-11-10 海南车智易通信息技术有限公司 用于虚拟场景的渲染方法、客户端、服务器及计算设备
CN112274934A (zh) * 2020-11-19 2021-01-29 网易（杭州）网络有限公司 模型渲染方法、装置、设备及存储介质
CN112672131A (zh) * 2020-12-07 2021-04-16 聚好看科技股份有限公司 一种全景视频图像显示方法及显示设备
CN112672131B (zh) * 2020-12-07 2024-02-06 聚好看科技股份有限公司 一种全景视频图像显示方法及显示设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN105654542B (zh) 2018-11-20
WO2017107322A1 (zh) 2017-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105654542A (zh) 虚拟机场模型地表纹理投影渲染方法
US20180232946A1 (en) Method and device for modelling three-dimensional road model, and storage medium
CN105678034B (zh) 行人过街时间模型及信号交叉口人行横道宽度优化方法
CN112084719B (zh) 基于计算机辅助设计和辅助仿真的道路交通智能设计平台
CN106446351A (zh) 一种面向实时绘制的大规模场景组织与调度技术及仿真系统
WO2021135591A1 (zh) 地图生成方法、装置、电子设备及计算机存储介质
CN108921943A (zh) 一种基于车道级高精度地图的道路三维模型建模方法
CN103871102A (zh) 一种基于高程点和道路轮廓面的道路三维精细建模方法
CN106570926B (zh) 一种飞行视景仿真中高效的粒子云层绘制方法
CN106296813B (zh) 三维静态地图生产方法
CN101364311A (zh) 大规模城市仿真中快速自动建立模型的方法
US10719985B2 (en) Model object building method, server, and system
CN107301417A (zh) 一种无监督多层神经网络的车辆品牌识别的方法及装置
CN102117491B (zh) 一种三维建模中纹理数据的绘制方法及装置
CN106296828A (zh) 一种实现虚拟场景分层次建模的方法与系统
CN103021012A (zh) 结合静态结构利用计算机绘制动态3d植物的方法
CN111035925A (zh) 游戏中虚拟交通道路网模型的生成方法、装置及电子装置
CN107665275B (zh) 一种自然式园林景观的设计方法和系统
CN103295442B (zh) 一种用于识别飞机所处的空中管制区域的方法
CN103021026A (zh) 车路协同三维仿真系统
CN104834552B (zh) 一种驾驶模拟器获得交通环境信息的快速截取引擎
CN102752491B (zh) 一种卫星轨迹的生成方法及系统
US11112264B2 (en) System and method for rendering an overpass object using map and link data
CN113012286B (zh) 一种基于密集点云数据构建道路dem的方法
CN110728750B (zh) 一种智能驾驶环境实景建模方法、系统、终端及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220513

Address after: 101300 2 Airport East Road, Shunyi District business district, Beijing

Patentee after: HANGKE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd.

Address before: 610000 room 1706, floor 17, unit 2, building 1, No. 88, Shenghe 1st Road, hi tech Zone, Chengdu, Sichuan

Patentee before: CHENGDU AIRPORT TECHNOLOGY Co.,Ltd.