CN106600684A - 一种倾斜模型组织构建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及三维技术领域，公开了一种倾斜模型组织构建方法，包括以下步骤：(1)构建索引树；(2)生成索引树叶子结点；(3)生成索引树非叶子结点数据。本发明解决了倾斜摄影数据大场景渲染，数据资源占用不可控的问题，提高了数据调度效率和渲染速度。通过对瓦片数据建立完整金字塔，粗糙层数据进行了合并，起到了减少数据批次、降低场景远处数据量的作用，减少了资源占用，提高了场景渲染速度。

Description

一种倾斜模型组织构建方法
技术领域
本发明涉及三维技术领域，特别是涉及一种倾斜模型组织构建方法。
背景技术
倾斜摄影测量技术以大范围、高精度、高清晰的方式全面感知复杂场景，通过高效的数据采集设备及专业的数据处理流程生成的数据成果直观反映地物的外观、位置、高度等属性，为真实效果和测绘级精度提供保证。同时有效提升模型的生产效率，采用人工建模方式一两年才能完成的一个中小城市建模工作，通过倾斜摄影建模方式只需要三至五个月时间即可完成。
倾斜摄影数据是指对物体多角度成像，利用相片重叠自动解算坐标并匹配纹理，形成的三维模型数据。数据按瓦片进行组织，瓦片自身又具有LOD层级信息。倾斜摄影数据大范围、高精度的应用中，存在资源占用过高、调度渲染效率较低、初始化时间长等问题，需要对数据进行相应的组织，以满足实际大场景、高精度数据应用。
发明内容
本发明针对现有技术中硬件要求高、渲染效率低的缺点，提供了一种倾斜模型组织构建方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决。
一种倾斜模型组织构建方法，包括如下步骤：
(1)构建索引树：以每个瓦片为结点，根据瓦片包围盒的中心坐标信息构建索引树，存储索引树叶子结点对应的原始瓦片数据中的顶层数据；
(2)生成索引树叶子结点：根据步骤(1)中索引树叶子结点存储的原始瓦片数据，把原始瓦片数据中的顶层数据作为索引树叶子结点；
(3)生成索引树非叶子结点数据：
①根据生成的索引树，按照深度优先遍历所有非叶子结点，得到非叶子结点的子类数据，并计算AABB包围盒信息，得到包围盒最小坐标点min和最大坐标点max；
②根据AABB包围盒信息和设定的XY方向采样数目，按照规则格网构建自上往下的采样射线；
③对步骤②得到的采样射线进行与子结点的子类数据进行求交运算，得到交点的几何坐标和纹理RGB值；
④根据步骤③得到的纹理RGB值，通过规则网格，生成对应的纹理图像；
⑤根据步骤③得到的几何坐标，利用规则格网构建三角网格，得到三角网格索引；
⑥根据步骤③得到的几何坐标，计算当前行所占总行数的比值以及当前列数占总列数的比值，得到顶点的纹理坐标；
⑦根据步骤③得到的顶点几何坐标、步骤④得到的纹理图像、步骤⑤得到的三角网格索引、步骤⑥得到的纹理坐标，进行构建结点数据。
作为优选，步骤(3)中，最小坐标点min和最大坐标点max为坐标轴x、y、z方向信息。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本发明解决了倾斜摄影数据大场景渲染，数据资源占用不可控的问题，提高了数据调度效率和渲染速度。通过对瓦片数据建立完整金字塔，粗糙层数据进行了合并，起到了减少数据批次、降低场景远处数据量的作用，减少了资源占用，提高了场景渲染速度。
附图说明
图1是本发明一种倾斜模型组织构建方法中构建索引树的示意图；
图2是本发明一种倾斜模型组织构建方法中规则网格的示意图；
图3是本发明一种倾斜模型组织构建方法中建立三角网格索引的示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图3所示，一种倾斜模型组织构建方法，包括如下步骤：
(1)构建索引树：以每个瓦片为结点，根据瓦片包围盒的中心坐标信息构建索引树(见图1)，例如构建为四叉树结构，存储索引树叶子结点对应的原始瓦片数据中的顶层数据；
(2)生成索引树叶子结点：根据步骤(1)中索引树叶子结点存储的原始瓦片数据，把原始瓦片数据中的顶层数据作为索引树叶子结点；
(3)生成索引树非叶子结点数据：
①根据生成的索引树，按照深度优先遍历所有非叶子结点，得到非叶子结点的子类数据，并计算AABB包围盒信息，得到包围盒最小坐标点min和最大坐标点max，最小坐标点min和最大坐标点max为坐标轴x、y、z方向信息；
②根据AABB包围盒信息，并设定的XY方向采样数目分别为numx、numy，按照规则格网(见图2)构建自上往下的采样射线；对于行(row)、列(col)的采样点，其中col的大小是从1到numx，如：对应射线为A(x,y,max.z),B(x,y,min.z)，x，y的计算方法如下所示：
③对步骤②得到的采样射线进行与子结点求交运算，得到交点的几何坐标和纹理RGB值；
④根据步骤③得到的纹理RGB值，根据规则网格，生成对应的纹理图像；
⑤根据步骤③得到的几何坐标，利用规则格网构建三角网格(见图3)，得到三角网格索引；
⑥根据步骤③得到的几何坐标，计算当前行所占总行数的比值以及当前列数占总列数的比值，得到顶点的纹理坐标；对于行(row)、列(col)的采样点，其中col的大小是从1到numx，对应的顶点纹理坐标为(x,y)，计算方法如下所示：
⑦根据步骤③得到的顶点几何坐标、步骤④得到的纹理图像、步骤⑤得到的三角网格索引、步骤⑥得到的纹理坐标，进行构建结点数据。
倾斜摄影数据是按瓦片组织的，每个瓦片又包含相应的LOD层级数据，层级从小到大，对应数据精细程度越来越高。每个瓦片内的层级数据是按照树结构组织的，瓦片和瓦片之间没有建立关系。构建索引树后，根据生成的索引树建立金字塔数据，使金字塔数据内对应多个不同层级的数据，方便调用；金字塔内顶层对应粗糙数据，底层对应精细数据，渲染的场景就是近处精细、远处粗糙的LOD层级数据构成。通过上述的操作后，和原本的数据相比，能加快数据调度，减少数据批次，提高数据渲染效率。
本发明解决了倾斜摄影数据大场景渲染，数据资源占用不可控的问题，提高了数据调度效率和渲染速度。通过对瓦片数据建立完整金字塔，粗糙层数据进行了合并，起到了减少数据批次、降低场景远处数据量的作用，减少了资源占用，提高了场景渲染速度。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种倾斜模型组织构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)构建索引树：以每个瓦片为结点，根据瓦片包围盒的中心坐标信息构建索引树，存储索引树叶子结点对应的原始瓦片数据中的顶层数据；
(2)生成索引树叶子结点：根据步骤(1)中索引树叶子结点存储的原始瓦片数据，把原始瓦片数据中的顶层数据作为索引树叶子结点；
(3)生成索引树非叶子结点数据：
①根据生成的索引树，按照深度优先遍历所有非叶子结点，得到非叶子结点的子类数据，并计算AABB包围盒信息，得到包围盒最小坐标点min和最大坐标点max；
②根据AABB包围盒信息和设定的XY方向采样数目，按照规则格网构建自上往下的采样射线；
③对步骤②得到的采样射线进行与子结点的子类数据进行求交运算，得到交点的几何坐标和纹理RGB值；
④根据步骤③得到的纹理RGB值，通过规则网格，生成对应的纹理图像；
⑤根据步骤③得到的几何坐标，利用规则格网构建三角网格，得到三角网格索引；
⑥根据步骤③得到的几何坐标，计算当前行所占总行数的比值以及当前列数占总列数的比值，得到顶点的纹理坐标；
⑦根据步骤③得到的顶点几何坐标、步骤④得到的纹理图像、步骤⑤得到的三角网格索引、步骤⑥得到的纹理坐标，进行构建结点数据。
2.根据权利要求1所述的一种倾斜模型组织构建方法，其特征在于：步骤(3)中，最小坐标点min和最大坐标点max为坐标轴x、y、z方向信息。
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