CN106709031A - 高精度3D GIS Earch的实现方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高精度3D GIS Earch的实现方法，包括如下步骤：1)通过图形建模软件构建一个多面体，通过法线贴图软件在多面体的表面上根据地球表层图形进行凹凸贴图，得到地球模型主体；2)在地球模型主体的外层新建一层球状模型，通过透明贴图方式构建3D Mesh大气效果层；3)通过白天、夜晚双模式贴图方式，得到白天夜晚随地球自转而切换的仿真效果。相对于现有技术，本发明具有以下优势：本发明方法实现了高精度3D GIS Earch仿真。

Description

高精度3D GIS Earch的实现方法及系统
技术领域
本发明属于3D仿真技术领域，尤其是涉及一种高精度3D GIS Earch的实现方法。
背景技术
现有各大地图提供商的卫星地图精度一般较低，单片尺寸小，网络上基本能得到的最高也就4K。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种高精度3D GIS Earch的实现方法及系统。
为达到上述目的，本发明的一技术方案是这样实现的：
高精度3D GIS Earch的实现方法，包括如下步骤：
1)通过图形建模软件构建一个多面体，通过法线贴图软件在多面体的表面上根据地球表层图形进行凹凸贴图，得到地球模型主体；
2)在地球模型主体的外层新建一层球状模型，通过透明贴图方式构建3D Mesh大气效果层；
3)采用单模型双层贴图结合隐显操作的方式，实现白天夜晚随地球自转而切换的仿真效果。
进一步的，在步骤3)中，所述双层贴图指的是外层夜晚贴图模型和白天贴图模型，通过Shader着色器方式将外层夜晚贴图模型和白天贴图模型置于同一位置和转角，将夜晚贴图模型的半球绘制Depth至于白天贴图模型的白天半球之上。
进一步的，在步骤3)中，通过比较光源的边界散射角度和vertex与光源相对向量的cos值的大小，判断计算vertex是否可见。
进一步的，在步骤3)中，通过光源距离、相对光源角度、对比度3者作为可见度参数，对夜晚部分球体进行隐显操作。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明方法实现了高精度3D GIS Earch仿真。
本发明的另一技术方案是这样实现的：
高精度3D GIS Earch的实现系统，包括如下模块：
地球模型主体构建模块，通过图形建模软件构建一个多面体，通过法线贴图软件在多面体的表面上根据地球表层图形进行凹凸贴图，得到地球模型主体；
大气层构建模块，在地球模型主体的外层新建一层球状模型，通过透明贴图方式构建3D Mesh大气效果层；
白天黑夜自传实现模块，采用单模型双层贴图结合隐显操作的方式，实现白天夜晚随地球自转而切换的仿真效果。
此系统与上述方法的有益效果一致，不在赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的3D GIS Earch效果图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
高精度3D GIS Earch的实现方法，包括如下步骤：
1)通过图形建模软件3ds Max构建一个多面体，通过法线贴图软件CrazyBump在多面体的表面上根据地球表层图形进行凹凸贴图，经过参数的细微调整，得到比较满意的凹凸贴图，最终得到地球模型主体；
最后得到尺寸为16K的大尺寸的高精度地球地图，贴图的来源是二维的google卫星地图，其中，小尺寸的贴图通过PhotoShop软件进行拼装，并作边界修整，保证平滑、无缝；
2)新建一层球状模型，通过透明贴图方式构建3D Mesh大气效果层；
现有技术中所见到的大气效果是内嵌到地球表层贴图实现的，是平的、死的、不能单独展现和移动的，本发明在地球模型主体的外层新建一层球状模型，运用透明贴图方式，独立的以外层模型的方式将云彩、暖流等大气效果展现，更形象、更真实；
3)采用单模型双层贴图结合隐显操作的方式，实现白天夜晚随地球自转而切换的仿真效果。
具体的，所述双层贴图指的是外层夜晚贴图模型和白天贴图模型，通过Shader着色器方式将外层夜晚贴图模型和白天贴图模型置于同一位置和转角，将夜晚贴图模型的半球绘制Depth至于白天贴图模型的白天半球之上，使夜晚半球亮起部分可以覆盖隐藏，以保证夜晚半球和白天半球能够无缝贴合模拟出一个完整的球体，一半白天，一半夜晚的状态。
通过shader着色器实现夜晚半球参数可控、可交互的部分亮起(隐藏不亮部分)的具体方法是：
通过比较光源的边界散射角度和vertex与光源相对向量的cos值的大小，判断计算vertex是否可见。
通过光距离、相对光源角度、对比度3者作为可见度参数(即透明度alpha)，对夜晚部分球体进行隐显操作。
具体实现，通过Unity3d引擎更高级的vertex and fragment shaders，实现Fragment函数：
本发明实现了高精度的3D GIS Earch，如图1所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (5)

1.高精度3D GIS Earch的实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)通过图形建模软件构建一个多面体，通过法线贴图软件在多面体的表面上根据地球表层图形进行凹凸贴图，得到地球模型主体；
2)在地球模型主体的外层新建一层球状模型，通过透明贴图方式构建3D Mesh大气效果层；
3)采用单模型双层贴图结合隐显操作的方式，实现白天夜晚随地球自转而切换的仿真效果。
2.根据权利要求1所述的高精度3D GIS Earch的实现方法，其特征在于：在步骤3)中，所述双层贴图指的是外层夜晚贴图模型和白天贴图模型，通过Shader着色器方式将外层夜晚贴图模型和白天贴图模型置于同一位置和转角，将夜晚贴图模型的半球绘制Depth至于白天贴图模型的白天半球之上。
3.根据权利要求2所述的高精度3D GIS Earch的实现方法，其特征在于：在步骤3)中，通过比较光源的边界散射角度和vertex与光源相对向量的cos值的大小，判断计算vertex是否可见。
4.根据权利要求2所述的高精度3D GIS Earch的实现方法，其特征在于：在步骤3)中，通过光源距离、相对光源角度、对比度3者作为可见度参数，对夜晚部分球体进行隐显操作。
5.高精度3D GIS Earch的实现系统，其特征在于，包括如下模块：
地球模型主体构建模块，通过图形建模软件构建一个多面体，通过法线贴图软件在多面体的表面上根据地球表层图形进行凹凸贴图，得到地球模型主体；
大气层构建模块，在地球模型主体的外层新建一层球状模型，通过透明贴图方式构建3D Mesh大气效果层；
白天黑夜自传实现模块，采用单模型双层贴图结合隐显操作的方式，实现白天夜晚随地球自转而切换的仿真效果。
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