CN115690346A

CN115690346A - 一种三维地形的生成方法及装置

Info

Publication number: CN115690346A
Application number: CN202211422239.9A
Authority: CN
Inventors: 安亚龙; 贝晓狮; 张桥
Original assignee: Beijing Shi Guan Jin Yang Technology Development Co ltd
Current assignee: Beijing Shi Guan Jin Yang Technology Development Co ltd
Priority date: 2022-11-14
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2023-02-03
Anticipated expiration: 2042-11-14
Also published as: CN115690346B

Abstract

本申请提供了一种三维地形的生成方法及装置。在执行该方法时，先接收客户端发送的三维地形生成请求；其中，三维地形生成请求包括客户端显示的目标地形区域，目标地形区域中包括至少三个顶点；后将目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到目标地形区域中的每个顶点的高度值，然后基于每个顶点的高度值以及目标地形区域的区域面积，生成目标地形区域的三维地形数据，最后将三维地形数据发送给客户端，以使客户端基于三维地形数据对目标地形区域进行三维显示。这样，通过在柏林噪声算法的基础上，对目标地形区域的数据进行了改进优化，从而提升生成三维地形的精度，使得生成的地形更真实，更符合现实地形效果。

Description

一种三维地形的生成方法及装置

技术领域

本申请涉及地形数据处理领域，尤其涉及一种三维地形的生成方法及装置。

背景技术

随着地理信息应用领域的发展，传统的二维地图已经不能满足人们的需要，自然资源管理逐步向三维化方向发展。

在现有技术中，往往通过导入传统3D模型的方式构建三维地形。由于3D模型是固定不可编辑的模型，主要利用高程数据影像结合精细纹理处理技术生成地形，无法动态修改，进而使得生成的三维地形的精度较低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种三维地形的生成方法及装置，旨在提升生成三维地形的精度，进而符合现实地形效果。

第一方面，本申请实施例提供了一种三维地形的生成方法，所述方法包括：

接收客户端发送的三维地形生成请求，所述三维地形生成请求包括所述客户端显示的目标地形区域，所述目标地形区域中包括至少三个顶点；

将所述目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值；

基于所述每个顶点的高度值以及所述目标地形区域的区域面积，生成所述目标地形区域的三维地形数据；

将所述三维地形数据发送给所述客户端，以使所述客户端基于所述三维地形数据对目标地形区域进行三维显示。

可选地，在将所述目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值之前，所述方法还包括：

对所述目标地形区域中的至少三个顶点进行渲染，得到所述目标地形区域对应的平面。

可选地，若所述目标地形区域包括多个目标区块，所述基于所述每个顶点的高度值以及所述目标地形区域的区域面积，生成所述目标地形区域的三维地形数据包括：

确定所述多个目标区块中每个目标区块中的顶点的高度值，以及每个目标区块的区域面积；

基于所述每个目标区块中的顶点的高度值，以及每个目标区块的区域面积，确定所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据；

根据所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据，生成所述目标地形区域的三维地形数据。

可选地，在所述得到所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据之后，所述方法还包括：

确定所述多个目标区块中每个目标区块的平均高度；

根据所述多个目标区块中每个目标区块的平均高度，以及每个目标区块的区域面积，确定所述多个目标区块中每个目标区块叠加的地形。

可选地，若所述三维地形生成请求包括目标浏览级别，所述方法还包括：

根据所述目标浏览级别，确定所述目标地形区域在客户端中显示的层级；其中，所述目标浏览级别与所述目标地形区域在客户端中显示的层级具有对应关系。

第二方面，本申请实施例提供了一种三维地形的生成装置，所述装置包括：

接收模块，用于接收客户端发送的三维地形生成请求，所述三维地形生成请求包括所述客户端显示的目标地形区域，所述目标地形区域中包括至少三个顶点；

代入模块，用于将所述目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值；

生成模块，用于基于所述每个顶点的高度值以及所述目标地形区域的区域面积，生成所述目标地形区域的三维地形数据；

发送模块，用于将所述三维地形数据发送给所述客户端，以使所述客户端基于所述三维地形数据对目标地形区域进行三维显示。

可选地，若所述目标地形区域包括多个目标区块，所述生成模块，具体用于确定所述多个目标区块中每个目标区块中的顶点的高度值，以及每个目标区块的区域面积；基于所述每个目标区块中的顶点的高度值，以及每个目标区块的区域面积，确定所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据；根据所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据，生成所述目标地形区域的三维地形数据。

可选地，在所述得到所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据之后，所述装置还包括：

第三确定模块，用于确定所述多个目标区块中每个目标区块的平均高度；

第四确定模块，用于根据所述多个目标区块中每个目标区块的平均高度，以及每个目标区块的区域面积，确定所述多个目标区块中每个目标区块叠加的地形。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

存储器，用于存储一个或多个程序；

处理器；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现前述第一方面任一项所述的三维地形的生成方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有程序，当所述程序被处理器执行时，实现前述第一方面任一项所述的三维地形的生成方法。

上述技术方案具有如下有益效果：

本申请实施例提供了一种三维地形的生成方法及装置。在执行所述方法时，先接收客户端发送的三维地形生成请求；其中，所述三维地形生成请求包括所述客户端显示的目标地形区域，所述目标地形区域中包括至少三个顶点；后将所述目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值，然后基于所述每个顶点的高度值以及所述目标地形区域的区域面积，生成所述目标地形区域的三维地形数据，最后将所述三维地形数据发送给所述客户端，以使所述客户端基于所述三维地形数据对目标地形区域进行三维显示。这样，通过在柏林噪声算法的基础上，对目标地形区域的数据进行了改进优化，从而提升生成三维地形的精度，使得生成的地形更真实，更符合现实地形效果。

附图说明

为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的三维地形的生成方法的一种方法流程图；

图2为本申请实施例提供的初步地形效果图的举例示意图；

图3本申请提供的对目标地形区域的顶点进行渲染的举例示意图；

图4为本申请实施例提供的调整后的山地地形的举例示意图；

图5为本申请实施例提供的叠加地形的效果举例示意图；

图6为本申请实施例提供的三维地形的生成装置的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

随着地理信息应用领域的发展，传统的二维地图已经不能满足人们的需要，自然资源管理逐步向三维化方向发展。在现有技术中，往往通过导入传统3D模型的方式构建三维地形。

发明人经研究发现，在现有技术中，往往通过导入传统3D模型的方式构建三维地形。由于3D模型是固定不可编辑的模型，主要利用高程数据影像结合精细纹理处理技术生成地形，无法动态修改，进而使得生成的三维地形的精度较低。

为了克服上述技术问题，本申请实施例提供了一种三维地形的生成方法，该方法可以由三维地形的生成装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，并一般可集成于服务器或终端设备中。

参见图1，图1为本申请实施例提供的三维地形的生成方法的一种方法流程图，该方法可以包括：

步骤S101：接收客户端发送的三维地形生成请求，所述三维地形生成请求包括所述客户端显示的目标地形区域，所述目标地形区域中包括至少三个顶点。

具体地，客户端指的是为用户提供三维地形显示的终端。当用户在客户端确定进行浏览的目标区域后，客户端根据用户想要进行浏览的目标区域生成请求，发送给后台服务器，由后台服务器接收客户端发送的三维地形生成请求。其中，目标地形区域可以是一个城区，或者是一个山丘，对此本申请不做具体限定。

需要说明的是，该目标地形区域中至少包括三个顶点，根据顶点可以确定出用户想要浏览的目标地形区域。

步骤S102：将所述目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值。

本申请实施例中，通过将目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法中，从而得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值，进而获得目标地形区域对应的初步地形效果。

具体地，假设目标地形区域中某个顶点的坐标值为(x，y)，将该顶点的坐标值代入柏林噪声算法h＝Mathf.PerlinNoise(float x，float y)，进而得到该顶点的高度值。

需要说明的是，本申请实施例通过为目标地形区域中的每个顶点，代入柏林噪声算法中，从而得到目标地形区域中的每个顶点的高度值，进而获得目标地形区域对应的初步地形效果，使得地形更自然。

请参见图2，为本申请实施例提供的初步地形效果图的举例示意图。

从图2可以看出，生成的初步地形效果图，生成的地形与自然地形存在一定差距。为此，本申请实施例进一步增加了高度系数j，以及顶点的密集程度k。算式为H＝Mathf.PerlinNoise(x*k，y*k)*j。例如：如果要模拟平原，则将j取较小的值0.1，k可以取较大的值0.9。如果要模拟密集的山地地形，则将j取较大值0.8，k可以较小值0.2。

可以理解的是，本申请实施例通过灵活调整j值和k值，进而可以得到各种基础地形。如图4所示，为本申请实施例提供的调整后的山地地形的举例示意图。

进一步地，在得到多个基础地形后，还可以对多个基础地形中的每个基础地形做横截面切片，得到每个基础地形对应的数值曲线，并将多个数值曲线叠加，可以获得新的结合两者特征的曲线，比如以平原地形为主，叠加高密度的碎石，可以获得更具细节的地形。

作为一种可能的实施方式，在将所述目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值之前，所述方法还包括：对目标地形区域中的至少三个顶点进行渲染，得到目标地形区域对应的平面。

如图3所示，为本申请提供的对目标地形区域的顶点进行渲染的举例示意图。

举例说明：在图3中，四个顶点A、B、C和D的坐标为(0，1)、(1，1)、(0，0)和(1，0)。其中，以三个顶点组成的三角形以顺时针方向进行渲染，如三角形1(CAB)，三角形2(CBD)，从而构建了目标地形区域对应的平面。可以理解的是，当目标地形区域有更多的顶点可构建更大的平面，得到目标地形区域对应的初始地形。

步骤S103：基于所述每个顶点的高度值以及所述目标地形区域的区域面积，生成所述目标地形区域的三维地形数据。

本申请实施例中，通过步骤S102得到目标地形区域中的每个顶点的高度值后，可以基于每个顶点的高度值以及目标地形区域的区域面积，生成所述目标地形区域的三维地形数据。

作为一种可能的实施方式，若所述目标地形区域包括多个目标区块，则基于每个顶点的高度值以及目标地形区域的区域面积，生成目标地形区域的三维地形数据可以包括：确定多个目标区块中每个目标区块中的顶点的高度值，以及每个目标区块的区域面积后；可以基于每个目标区块中的顶点的高度值，以及每个目标区块的区域面积，确定多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据；根据多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据，生成目标地形区域的三维地形数据。

需要说明的是，目标区块可以通过相邻顶点h值的比对确定的，比如在h值变化幅度小于预设变化阈值且在同一个范围的，可视为一个目标区块。其中，所述预设变化阈值可以根据实际情况进行设定。

为了进一步优化地形效果，在所述得到所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据之后，所述方法还包括：确定所述多个目标区块中每个目标区块的平均高度；根据所述多个目标区块中每个目标区块的平均高度，以及每个目标区块的区域面积，确定所述多个目标区块中每个目标区块叠加的地形。

可以理解的是，本申请实施例中首先确定多个目标区块中每个目标区块的平均高度，然后基于多个目标区块中每个目标区块的平均高度，以及每个目标区块的区域面积，确定所述多个目标区块中每个目标区块叠加的地形。比如平均高度值高的目标区块可以叠加高山，平均高度值低的目标区块叠加平原。

作为一种示例，本申请可以通过先假定某一范围内的高度值h的取值范围为0-100，s为该范围内的区域面积，s₁为该范围内顶点的集合。集合里的顶点满足自身h值在一个预设区间阈值，比如0-10。如果某一范围内的顶点与附近顶点的h值相差小于5，将附近顶点添加进s₁。最终根据某一范围内顶点的集合s₁，确定某一范围对应的一个目标区块，并确定出每个目标区块的平均高度，以及每个目标区块的区域面积，进而可以根据所述多个目标区块中每个目标区块的平均高度，以及每个目标区块的区域面积，确定所述多个目标区块中每个目标区块叠加的地形。

同理可以在二次叠加的地形上再次叠加第三层地形。由于这里已经区分出了各种地形，为了丰富细节，可以在不同的地形赋予不同的材质贴图，或者添加树木石头，房屋道路等模型，进一步优化视觉效果。如图5所示，为本申请实施例提供的叠加地形的效果举例示意图。

步骤S104：将所述三维地形数据发送给所述客户端，以使所述客户端基于所述三维地形数据对目标地形区域进行三维显示。

本申请实施例中，通过步骤S103生成所述目标地形区域的三维地形数据后，将所述三维地形数据发送给所述客户端，使得所述客户端基于所述三维地形数据对目标地形区域进行三维显示。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例先接收客户端发送的三维地形生成请求；其中，三维地形生成请求包括客户端显示的目标地形区域，目标地形区域中包括至少三个顶点；后将目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到目标地形区域中的每个顶点的高度值，然后基于每个顶点的高度值以及目标地形区域的区域面积，生成目标地形区域的三维地形数据，最后将三维地形数据发送给客户端，以使客户端基于三维地形数据对目标地形区域进行三维显示。这样，通过在柏林噪声算法的基础上，对目标地形区域的数据进行了改进优化，从而提升生成三维地形的精度，使得生成的地形更真实，更符合现实地形效果。

作为一种可能的实施方式，若所述三维地形生成请求包括目标浏览级别，所述方法还包括：根据所述目标浏览级别，确定所述目标地形区域在客户端中显示的层级；其中，所述目标浏览级别与所述目标地形区域在客户端中显示的层级具有对应关系。

在实际应用中，浏览级别可以划分为1-3级，目标浏览级别则可以是1级-3级中的任意一级，其中，所述目标浏览级别与所述目标地形区域在客户端中显示的层级具有对应关系。

例如：若目标浏览级别为1级时，后台服务器可以不计算叠加第二层三层地形，在客户端中显示的层级中可以不加载分布树木植被房屋的装饰。若目标浏览级别为2级时，在客户端中显示的层级中可以加载体积较大的树木房屋的低面模型，粗糙贴图。若目标浏览级别为3级时，在客户端中显示的层级中叠加全部地形，加载全部的精细装饰模型。这样一来，可以有效减少贴图和模型数量，从而降低性能消耗。

以上为本申请实施例提供的三维地形的生成方法的一些具体实现方式，基于此，本申请还提供了对应的装置。下面将从功能模块化的角度对本申请实施例提供的装置进行介绍。

参见图6所示的三维地形的生成装置的一种结构举例示意图，该装置包括接收模块100、代入模块200、生成模块300和发送模块400。

接收模块100，用于接收客户端发送的三维地形生成请求，所述三维地形生成请求包括所述客户端显示的目标地形区域，所述目标地形区域中包括至少三个顶点；

代入模块200，用于将所述目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值；

生成模块300，用于基于所述每个顶点的高度值以及所述目标地形区域的区域面积，生成所述目标地形区域的三维地形数据；

发送模块400，用于将所述三维地形数据发送给所述客户端，以使所述客户端基于所述三维地形数据对目标地形区域进行三维显示。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例先接收客户端发送的三维地形生成请求；其中，所述三维地形生成请求包括所述客户端显示的目标地形区域，所述目标地形区域中包括至少三个顶点；后将所述目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值，然后基于所述每个顶点的高度值以及所述目标地形区域的区域面积，生成所述目标地形区域的三维地形数据，最后将所述三维地形数据发送给所述客户端，以使所述客户端基于所述三维地形数据对目标地形区域进行三维显示。这样，通过在柏林噪声算法的基础上，对目标地形区域的数据进行了改进优化，从而提升生成三维地形的精度，使得生成的地形更真实，更符合现实地形效果。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器，用于存储一个或多个程序；

处理器；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现上述实施例中的三维地形的生成方法。

本申请实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有程序，当所述程序被处理器执行时，实现上述实施例中的三维地形的生成方法。

本申请实施例中提到的“第一”、“第二”(若存在)等名称中的“第一”、“第二”只是用来做名字标识，并不代表顺序上的第一、第二。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本领域技术人员可以理解，图所示的流程图仅是本申请的实施方式可以在其中得以实现的一个示例，本申请实施方式的适用范围不受到该流程图任何方面的限制。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置和设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种三维地形的生成方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述目标地形区域中的每个顶点的坐标代入柏林噪声算法，得到所述目标地形区域中的每个顶点的高度值之前，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述目标地形区域包括多个目标区块，所述基于所述每个顶点的高度值以及所述目标地形区域的区域面积，生成所述目标地形区域的三维地形数据包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述得到所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据之后，所述方法还包括：

确定所述多个目标区块中每个目标区块的平均高度；

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述三维地形生成请求包括目标浏览级别，所述方法还包括：

6.一种三维地形的生成装置，其特征在于，所述装置包括：

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，若所述目标地形区域包括多个目标区块，所述生成模块，具体用于确定所述多个目标区块中每个目标区块中的顶点的高度值，以及每个目标区块的区域面积；基于所述每个目标区块中的顶点的高度值，以及每个目标区块的区域面积，确定所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据；根据所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据，生成所述目标地形区域的三维地形数据。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述得到所述多个目标区块中每个目标区块的三维地形数据之后，所述装置还包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储一个或多个程序；

处理器；当所述一个或多个程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述方法。