CN109887078B

CN109887078B - 天空绘制方法、装置、设备和介质

Info

Publication number: CN109887078B
Application number: CN201910184149.2A
Authority: CN
Inventors: 胡俊霄; 周志鹏; 张丙林
Original assignee: Apollo Zhilian Beijing Technology Co Ltd
Current assignee: Apollo Zhilian Beijing Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: CN109887078A

Abstract

本发明实施例公开了一种天空绘制方法、装置、设备和介质，涉及三维电子地图领域。该方法包括：根据待绘制三维场景的屏幕显示区域，确定天空的屏幕显示区域；根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息；根据天空的深度信息对天空进行绘制。本发明实施例提供了一种天空绘制方法、装置、设备和介质，实现了对天空进行正确视觉效果的绘制，同时减少绘制的计算复杂度。

Description

天空绘制方法、装置、设备和介质

技术领域

本发明实施例涉及三维电子地图领域，尤其涉及一种天空绘制方法、装置、设备和介质。

背景技术

三维电子地图，或3D电子地图，是以三维电子地图数据库为基础，按照一定比例对现实世界或其中一部分的一个或多个方面的三维、抽象的描述。为实现对现实世界的真实描述，通常在三维电子地图中需要绘制视野尽头的天空。

当前对天空的绘制方法主要有：

方案1：通过将三维电子地图显示区域中的设定区域作为天空在屏幕中的位置；将天空纹理以贴图的方式直接贴在天空在屏幕上的位置处，以实现对天空的绘制；

方案2：采集一组天空图片，对天空图片进行拼接，制作成各方向的天空全景图片。根据各方向的天空全景图片制作天空盒子。将盒子罩在需要显示的地图区域，根据观测视点对天空进行绘制。

然而，上述方案均存在各自的缺点：

方案1：由于基于网格对地图进行划分，所以基于网格确定的地图区域通常比设定的可见范围大一些。例如每个网格对应的实际距离是1公里，可见范围的距离是1.6公里，则会将两个网格的地图区域作为可见地图区域进行绘制。而大于可见范围的地图区域往往会绘制在天空的绘制区域，如果先绘制天空后绘制地图区域，那么大于可见范围的地图区域将会绘制在天空上，从而造成错误的视觉效果；

方案2：本方案中对天空图片进行拼接的计算较为复杂。虽然本方案不存在上述问题，但是计算比较麻烦。

发明内容

本发明实施例提供一种天空绘制方法、装置、设备和介质，以实现对天空进行正确视觉效果的绘制，同时减少绘制的计算复杂度。

第一方面，本发明实施例提供了一种天空绘制方法，该方法包括：

根据待绘制三维场景的屏幕显示区域，确定天空的屏幕显示区域；

根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息；

根据天空的深度信息对天空进行绘制。

第二方面，本发明实施例还提供了一种天空绘制装置，该装置包括：

区域确定模块，用于根据待绘制三维场景的屏幕显示区域，确定天空的屏幕显示区域；

深度确定模块，用于根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息；

天空绘制模块，用于根据天空的深度信息对天空进行绘制。

第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例中任一所述的天空绘制方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的天空绘制方法。

本发明实施例通过根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息；根据天空的深度信息对天空进行绘制。因为根据天空的深度信息可以确定天空的绘制顺序，和/或，天空与其他待绘制物体的位置关系；所以基于天空的绘制顺序，和/或天空与其他待绘制物体的位置关系可以实现对天空正确视觉效果的绘制。

并且，本发明实施例不涉及天空图片的拼接，仅基于天空的深度信息对天空进行绘制。从而减少天空绘制的计算复杂度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种天空绘制方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的一种天空绘制方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种天空绘制方法的流程图；

图4是本发明实施例四提供的一种天空绘制方法的流程图；

图5是本发明实施例五提供的一种天空绘制装置的结构示意图；

图6为本发明实施例六提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种天空绘制方法的流程图。本实施例可适用于对三维场景中的天空进行绘制的情况，该三维场景可以是三维电子地图的场景。典型地，本实施例可适用于在三维电子地图范围不能精确控制，且需要天空具有深度信息的绘制场景。该方法可以由一种天空绘制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现。参见图1，本发明实施例提供的天空绘制方法包括：

S110、根据待绘制三维场景的屏幕显示区域，确定天空的屏幕显示区域。

其中，待绘制三维场景可以是任意呈现三维视觉效果的场景。

典型地，该待绘制三维场景是呈现三维视觉效果的电子地图中的场景。

例如，该待绘制三维场景可以是观察者站在地图中一点，观看远处的兴趣点和兴趣点后位于视线尽头的天空的场景。

屏幕显示区域可以是整个显示屏幕，也可以是屏幕中的部分区域。

天空的屏幕显示区域是指天空在屏幕中的显示区域，也是待绘制三维场景的屏幕显示区域中显示天空的区域。

可选地，天空的屏幕显示区域的确定可以根据实际需要确定。

具体地，将待绘制三维场景的屏幕显示区域中的设定区域作为天空的屏幕显示区域。该设定区域可以是位于待绘制三维场景的屏幕显示区域的上边界设定距离的区域。

例如，若待绘制三维场景的屏幕显示区域是整个屏幕，则将与屏幕上边界连接的四分之一的屏幕区域作为天空的屏幕显示区域。

S120、根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息。

其中，天空的深度信息是指天空与观察者之间的距离信息。

具体地，可以从天空的屏幕显示区域中选择任意一点作为天空在屏幕中的位置，根据天空在屏幕中的位置确定天空与观察者之间的距离。

根据天空在屏幕中的位置确定天空与观察者之间的距离，包括：

根据天空在屏幕中的位置确定天空在世界坐标系中的天空三维坐标；

根据天空三维坐标和观察者在世界坐标系统的三维坐标，确定天空与观察者之间的距离。

S130、根据天空的深度信息对天空进行绘制。

具体地，根据天空的深度信息对天空进行绘制包括：

根据天空的深度信息，以及位于屏幕显示区域中的其他待绘制物体的深度信息，确定天空的绘制顺序；

根据确定的天空的绘制顺序对天空进行绘制。

其中，绘制顺序是绘制屏幕显示区域内其他待绘制物体和天空的先后顺序。

屏幕显示区域中的其他待绘制物体是指位于屏幕显示区域中处天空以外的物体。该物体包括地面和位于地面上的物体。典型地，位于地面上的物体可以是楼块。

其他待绘制物体的深度信息是指，其他待绘制物体距离观察者之间的距离。

其他待绘制物体的深度信息可以根据其他待绘制物体在待绘制三维场景的世界坐标系中的坐标，和观察者在待绘制三维场景的世界坐标系中的坐标确定。

典型地，所述根据天空的深度信息对天空进行绘制，包括：

根据天空的深度信息，以及位于屏幕显示区域中的其他待绘制物体的深度信息，确定天空与屏幕显示区域中其他待绘制物体的位置关系；

根据所述位置关系，对天空和屏幕显示区域中的其他待绘制物体进行绘制。

具体地，所述根据天空的深度信息，以及位于屏幕显示区域中的其他待绘制物体的深度信息，确定天空与屏幕显示区域中的其他待绘制物体的位置关系，包括：

若位于屏幕显示区域中的其他待绘制物体的深度小于天空的深度，则确定其他待绘制物体位于天空前，否则确定其他待绘制物体位于天空后。

根据所述位置关系，对屏幕显示区域中的其他待绘制物体进行绘制，包括：

若位于屏幕显示区域中的其他待绘制物体位于天空后，则不对该其他待绘制物体进行绘制。

本发明实施例的技术方案，通过根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息；根据天空的深度信息对天空进行绘制。因为根据天空的深度信息可以确定天空的绘制顺序，和/或，天空与其他待绘制物体的位置关系；所以基于天空的绘制顺序，和/或天空与其他待绘制物体的位置关系可以实现对天空正确视觉效果的绘制。

典型地，上述方案的适用场景可以是，基于三维电子地图，对用户进行导航的情况。在该场景中用户即为上述观察者。通过上述方案对天空正确视觉效果的绘制，用户可以直观看到天空、地面以及地面上各物体的准确位置关系。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的一种天空绘制方法的流程图。本实施例是在上述实施例的基础上提出的一种可选方案。参见图2，本实施例提供的天空绘制方法包括：

S210、根据待绘制三维场景的屏幕显示区域，确定天空的屏幕显示区域。

S220、从天空的屏幕显示区域中确定天空的插入点。

其中，天空的插入点是指插入天空的位置点。

可选地，天空的插入点可以是的屏幕显示区域中的任意一点。

典型地，所述从天空的屏幕显示区域中确定天空的插入点，包括：

确定天空的屏幕显示区域与待绘制三维场景中地面的屏幕显示区域的连接线；

将所述连接线的中点作为天空的插入点。

其中，所述连接线也可以理解为地平线的屏幕坐标线。

S230、根据天空的插入点确定天空的深度信息。

具体地，所述根据天空的插入点确定天空的深度信息，包括：

根据插入点的屏幕坐标确定插入点的世界坐标；

根据插入点的世界坐标确定观测者与插入点之间的距离，将观测者与插入点之间的距离作为天空的深度信息。

其中，世界坐标所属世界坐标系，是描述待绘制三维场景的三维坐标系。

S240、根据天空的深度信息对天空进行绘制。

本发明实施例的技术方案，通过从天空的屏幕显示区域中确定天空的插入点；根据天空的插入点确定天空的深度信息。从而实现对天空深度信息的确定。

实施例三

图3是本发明实施例三提供的一种天空绘制方法的流程图。本实施例是在上述实施例的基础上提出的一种可选方案。参见图3，本实施例提供的天空绘制方法包括：

S310、根据待绘制三维场景的屏幕显示区域，确定天空的屏幕显示区域。

S320、根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息。

S330、根据天空的深度信息，以及天空的插入点对天空进行绘制，使天空图片的正面始终朝向屏幕所在相机坐标系中的相机镜头。

典型地，可以基于OpenGL中对广告牌的绘制方法，对天空进行绘制。

具体地，所述根据天空的插入点对天空进行绘制，使天空图片的正面始终朝向屏幕所在相机坐标系中的相机镜头，包括：

将绘制原点移动到天空的插入点，对天空图片进行视图矩阵变换，生成天空的屏幕坐标；

基于天空的屏幕坐标对天空进行绘制。

本发明实施例的技术方案，通过根据天空的深度信息，以及天空的插入点对天空进行绘制，使天空图片的正面始终朝向屏幕所在相机坐标系中的相机镜头。从而实现基于天空图片构造天空的三维视觉效果。

实施例四

图4是本发明实施例四提供的一种天空绘制方法的流程图。本实施例是在上述实施例的基础上，以待绘制的三维场景为三维电子地图为例提出的一种可选方案。参见图4，本实施例提供的天空绘制方法包括：

S410、根据屏幕上需要显示的地图区域，将该地图区域的屏幕坐标转换成世界坐标，获取地图区域需要加载的实际位置区域。

S420、根据屏幕显示区域的上边界确定天空与地面的屏幕连接线。

S430、将屏幕连接线中点作为天空的插入点，根据天空的插入点确定天空的深度信息。

S440、根据天空的深度信息，以及天空的插入点对天空进行绘制。

其中，基于opengl常用的广告牌绘制技术对天空进行绘制。

本发明实施例的技术方案，通过基于opengl常用的广告牌绘制技术对天空进行绘制，使天空具有深度信息，且计算较为简便。而天空的深度信息可以实现对天空进行正确视觉效果的绘制。

需要说明的是，经过本实施例的技术教导，本领域技术人员有动机将上述实施例中描述的任一种实施方式进行方案的组合，以实现对天空进行正确视觉效果的绘制，同时减少绘制的计算复杂度。

实施例五

图5是本发明实施例五提供的一种天空绘制装置的结构示意图。本实施例是在上述实施例的基础上提出的一种可选方案。参见图5，本实施例提供的天空绘制装置包括：区域确定模块10、深度确定模块20和天空绘制模块30。

其中，区域确定模块10，用于根据待绘制三维场景的屏幕显示区域，确定天空的屏幕显示区域；

深度确定模块20，用于根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息；

天空绘制模块30，用于根据天空的深度信息对天空进行绘制。

进一步地，所述深度确定模块，包括：插入点确定单元和深度确定单元。

其中，插入点确定单元，用于从天空的屏幕显示区域中确定天空的插入点；

深度确定单元，用于根据天空的插入点确定天空的深度信息。

进一步地，所述插入点确定单元具体用于：

将所述连接线的中点作为天空的插入点。

进一步地，所述天空绘制模块，包括：位置关系确定单元和天空绘制单元。

其中，位置关系确定单元，用于根据天空的深度信息，以及位于屏幕显示区域中的其他待绘制物体的深度信息，确定天空与屏幕显示区域中其他待绘制物体的位置关系；

天空绘制单元，用于根据所述位置关系，对天空和可见区域中的其他待绘制物体进行绘制。

进一步地，所述天空绘制模块，包括：天空绘制单元。

其中，天空绘制单元，用于根据天空的插入点对天空进行绘制，使天空图片的正面始终朝向屏幕所在相机坐标系中的相机镜头。

进一步地，所述位置关系确定单元具体用于：

进一步地，所述天空绘制单元具体用于：

基于天空的屏幕坐标对天空进行绘制。

进一步地，所述深度确定单元具体用于：

根据插入点的屏幕坐标确定插入点的世界坐标；

本发明实施例所提供的天空绘制装置可执行本发明任意实施例所提供的天空绘制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例六

图6为本发明实施例六提供的一种设备的结构示意图。图6示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性设备12的框图。图6显示的设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，设备12以通用计算设备的形式表现。设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图6未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图6中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该设备12交互的设备通信，和/或与使得该设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的天空绘制方法。

实施例七

本发明实施例D还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的天空绘制方法，该方法包括：

根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息；

根据天空的深度信息对天空进行绘制。

本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims

1.一种天空绘制方法，其特征在于，包括：

根据待绘制三维场景的屏幕显示区域，确定天空的屏幕显示区域；其中，所述天空的屏幕显示区域为所述待绘制三维场景的屏幕显示区域中的设定区域，是根据实际需要确定；

根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息；

根据天空的深度信息对天空进行绘制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据天空的屏幕显示区域确定天空的深度信息，包括：

从天空的屏幕显示区域中确定天空的插入点；

根据天空的插入点确定天空的深度信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从天空的屏幕显示区域中确定天空的插入点，包括：

将所述连接线的中点作为天空的插入点。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据天空的插入点确定天空的深度信息，包括：

根据插入点的屏幕坐标确定插入点的世界坐标；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据天空的深度信息对天空进行绘制，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据天空的深度信息，以及位于屏幕显示区域中的其他待绘制物体的深度信息，确定天空与屏幕显示区域中的其他待绘制物体的位置关系，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对天空进行绘制，包括：

根据天空的插入点对天空进行绘制，使天空图片的正面始终朝向屏幕所在相机坐标系中的相机镜头。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据天空的插入点对天空进行绘制，使天空图片的正面始终朝向屏幕所在相机坐标系中的相机镜头，包括：

基于天空的屏幕坐标对天空进行绘制。

9.一种天空绘制装置，其特征在于，包括：

区域确定模块，用于根据待绘制三维场景的屏幕显示区域，确定天空的屏幕显示区域；其中，所述天空的屏幕显示区域为所述待绘制三维场景的屏幕显示区域中的设定区域，是根据实际需要确定；

天空绘制模块，用于根据天空的深度信息对天空进行绘制。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述深度确定模块，包括：

插入点确定单元，用于从天空的屏幕显示区域中确定天空的插入点；

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述插入点确定单元具体用于：

将所述连接线的中点作为天空的插入点。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述天空绘制模块，包括：

位置关系确定单元，用于根据天空的深度信息，以及位于屏幕显示区域中的其他待绘制物体的深度信息，确定天空与屏幕显示区域中其他待绘制物体的位置关系；

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述天空绘制模块，包括：

天空绘制单元，用于根据天空的插入点对天空进行绘制，使天空图片的正面始终朝向屏幕所在相机坐标系中的相机镜头。

14.一种设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8中任一所述的天空绘制方法。

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一所述的天空绘制方法。