KR20150124112A - Method for Adaptive LOD Rendering in 3-D Terrain Visualization System - Google Patents

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KR20150124112A
KR20150124112A KR1020140050480A KR20140050480A KR20150124112A KR 20150124112 A KR20150124112 A KR 20150124112A KR 1020140050480 A KR1020140050480 A KR 1020140050480A KR 20140050480 A KR20140050480 A KR 20140050480A KR 20150124112 A KR20150124112 A KR 20150124112A
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Abstract

The present invention relates to an adaptive rendering method in visualizing a 3D terrain image. The adaptive rendering method comprises: a data building step of building terrain mesh data; a static rendering step of rendering the terrain mesh data according to a detailed level value based on a terrain; a skip level setting step of setting a skip level; and a dynamic rendering step of rendering the terrain mesh data by dynamically changing a vertex coordinate of a polygon while maintaining resolution of the 3D terrain image according to the set skip level. Therefore, the adaptive rendering method minimizes lowering of real time visualization quality of the 3D terrain image.

Description

3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법{ Method for Adaptive LOD Rendering in 3-D Terrain Visualization System }[0001] The present invention relates to an adaptive rendering method for three-dimensional terrain image visualization,

본 발명은 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기준 프레임레이트 값을 기초로 정적 상세 레벨 방식과 동적 상세 레벨을 가변적으로 적용하여 렌더링을 수행함으로써 3차원 지형 영상의 가시화 품질 저하를 최소화할 수 있는 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an adaptive rendering method in 3D terrain image visualization, and more particularly, to an adaptive rendering method in 3D terrain image visualization, in which a static detail level scheme and a dynamic detail level are variably applied based on a reference frame rate value, The present invention relates to an adaptive rendering method in a three-dimensional terrain image visualization capable of minimizing visual quality degradation of a 3D terrain image.

3차원 지리정보시스템(GIS )은 지형이나 지세를 수치상으로 표현하는 디지털 엘리베이션 모델(DEM)이나 디지털 테러인 모델(DTM) 자료에 실제의 지상 시설물과 지하 매설물을 동시에 표현하고 이에 대한 정보를 데이터베이스로 저장할 수 있어 지상 시설물이나 지하 매설물의 위치 정보를 지속적으로 관리할 수 있도록 한다.The 3D Geographical Information System (GIS) represents real ground facilities and underground objects at the same time in digital elevation model (DEM) or digital terrain model (DTM) And it is possible to continuously manage the location information of the ground facilities or underground objects.

특히 3차원 GIS 기술은 현실 세계가 궁극적으로 3차원이라는 전제하에 최근 지상 시설물이나 지하 매설물의 위치 검색, 수정 뿐만 아니라 도시 경관 계획, 재해 관리 시스템, 네비게이션, SNS 서비스, 빅데이터 분석 등의 일반 영역에 이르기까지 그 적용 대상이 점차 확대되고 있다.In particular, 3D GIS technology has been applied to general areas such as urban landscape planning, disaster management system, navigation, SNS service, and big data analysis as well as searching for and modifying the location of ground facilities or underground objects, assuming that the real world is ultimately 3D The application target is gradually expanding.

이와 같이 3차원 데이터를 구축하는데 많은 비용과 시간이 소요되고, 그 데이터를 모바일 장비에서 운용하기 위해서는 보다 높은 사양의 장비가 요구되기 마련이다.In this way, it takes a lot of time and cost to construct 3D data, and in order to operate the data on a mobile device, a higher specification equipment is required.

최근 들어, 가상 현실 시스템, 컴퓨터 게임 등이 급속하게 발달됨으로써 컴퓨터 시스템을 이용하여 실제 세계의 객체(object) 및 지형(terrain) 등을 3차원으로 표현하기 위한 기술이 연구 및 개발되고 있다. 실제 세계를 컴퓨터상에서 3차원 이미지로 표현하기 위한 대표적인 기법으로 메쉬 모델(mesh model)이 있다. Recently, as a virtual reality system, a computer game, and the like have rapidly developed, techniques for expressing three-dimensional objects and terrain of a real world using a computer system have been researched and developed. A mesh model is a typical technique for representing the real world as a three-dimensional image on a computer.

메쉬 모델은 상호 연결된 다수의 삼각형, 사각형 또는 다각형의 집합으로 구성되어 객체 또는 지형 등과 같은 3차원표면을 표현하는 기법이다. 메쉬 모델을 이용하여 대규모 지형과 같은 방대한 규모의 데이터를 컴퓨터 시스템에서 3차원적으로 표현하기 위해서는 컴퓨터 시스템의 한정된 그래픽 자원을 효과적으로 사용하기 위한 적절한 지형 생성, 관리 및 표현 기술이 요구된다. A mesh model consists of a set of interconnected triangles, squares or polygons to represent a three-dimensional surface such as an object or a terrain. In order to represent large-scale data such as large-scale terrain in a computer system three-dimensionally by using a mesh model, proper terrain generation, management and presentation techniques are required to effectively use limited graphic resources of a computer system.

이를 위해, 종래에는 PM(Progressive Mesh) 기반의 기술, DEM(Digital Elevation Model: 수치 표고 모델) 및 ROAM(Real-time Optimally Adaptive Meshes) 기술 등이 제공되고 있다. 특히, DEM 기술을 이용한 폴리곤 기반의 렌더링 방식은실제 세계의 객체 및 지형 등을 삼각형을 이용하여 3차원으로 표현할 수 있다.To this end, technologies such as PM (Progressive Mesh) -based technology, DEM (Digital Elevation Model) and ROAM (Real-time Optimally Adaptive Meshes) technology have been provided. Especially, polygon based rendering method using DEM technology can represent 3D object and terrain of real world using triangles.

종래의 폴리곤 기반의 렌더링 기술은 지형 및 영상 메쉬 데이터를 로딩하여 레벨 설정 수단을 통해 설정된 렌더링 레벨에 따른 부모 노드 또는 자식 노드가 생성되어 렌더링 수행수단을 통해 해당 노드의 메쉬를 상세도에 따라 렌더링을 수행하여 3차원 지형 데이터가 실시간으로 가시화되도록 한다.In the conventional polygon-based rendering technology, a parent node or a child node is created according to the rendering level set by the level setting means by loading the terrain and the image mesh data, and the mesh of the node is rendered in detail according to the rendering means. So that the 3D terrain data can be visualized in real time.

이때, 일반적인 3차원 가시화 상세 레벨 설정 방법은 크게 데이터 저장 방식에 따라 정적 상세 레벨(SLOD, Static Level Of Detail)과 동적 상세 레벨(DLOD, Dynamic Level Of Detail)로 나누어지고, 상세 레벨(LOD)단계값 계산 방식에 따라 거리 기반 상세 레벨(LOD)과 면적 기반 상세 레벨로 분류된다.At this time, a general 3D visualization detail level setting method is roughly divided into a static detail level (SLOD) and a dynamic detail level (DLOD) according to a data storage method, Based detailed level (LOD) and area-based detailed level according to the value calculation method.

거리 기반 상세 레벨과 면적 기반 상세 레벨은 LOD 레벨 값을 설정하는 기준으로 시점의 위치와 표현할 지형 데이터의 타일의 중점과의 거리값이나 지형의 면적을 계산하여 LOD 단계값을 구하게 된다. Based on the distance-based detailed level and the area-based detailed level, the LOD level value is obtained by calculating the distance value or the area of the topography between the point of view and the center point of the tile of the tile to be represented as a reference for setting the LOD level value.

정적 상세 레벨 방식은 거리에 따라 계산한 자신의 레벨과 근접한 패치의 레벨 조합에 따라 표현할 인덱스 목록을 미리 만들어 놓고 가시화한다. 이러한 방법은 프로세서의 부하가 적으나 전처리로 모든 데이터를 만들어 놓아야 하므로 많은 메모리를 필요로하는 문제점이 있다.The static detail level method visualizes and displays a list of indexes to be expressed according to the level combination of the patches close to their own levels calculated according to the distance. This method requires a lot of memory because the load of the processor is small but all data must be prepared by the preprocessing.

한편, 동적 상세 레벨 방식은 각 지형의 LOD 단계값에 따른 데이터를 계산하여 동적으로 가시화하는 방법으로서 정적 상세 레벨 방식에 비해 상세한 제어가 가능하지만 그에 부합하여 프로세서의 부하량이 커져야 하고, 가시화 단계에서 데이터를 만드는 과정을 보호해주어야 하므로 프로세서의 병목 현상이 생길 수 있는 문제점이 있다. On the other hand, the dynamic detail level method is a method of dynamically visualizing data according to the LOD level value of each terrain, which allows detailed control as compared with the static detail level method. However, the load of the processor must be increased correspondingly, So that the bottleneck of the processor may occur.

정적 상세 레벨 방식을 모바일 단말기에 적용할 경우에 데이터에서 부하가 많이 걸리고, 동적 상세 레벨 방식을 모바일 단말기에 적용할 경우에 프로세서 부하가 많이 걸려서 고사야의 장비가 아니면 지도 운영에 어려움이 발생하게 되는 문제점이 있다. When the static detail level method is applied to the mobile terminal, it takes a lot of data load, and when the dynamic detailed level method is applied to the mobile terminal, it takes a lot of processor load, There is a problem.

선행기술자료로서, 한국공개특허 제2010-0060194호는 항법 장치에서 포인트 기반 렌더링 방법 및 장치에 관한 기술이 기재되어 있다.As prior art data, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2010-0060194 describes techniques for point-based rendering methods and devices in navigation devices.

종래의 포인트 기반 렌더링 방법 및 장치는, DEM 지형 데이터에 포함된 고도 정보를 이용하여 격자 구조의 포인트를 생성하는 과정과 상기 포인트를 중심으로 하여 생성되는 사각형 스플랫의 크기를 결정하는 과정과 상기 결정된 크기의 사각형 스플랫을 이용하여 3차원 지형을 렌더링하는 과정을 포함하여, 프리미티브 개수가 DEM 데이터의 격자 간 교차점 만큼 생성되므로 렌더링 속도를 향상시킬 수 있다.The conventional point-based rendering method and apparatus include a process of generating a point of a grid structure using altitude information included in DEM terrain data, a process of determining a size of a rectangular splat generated around the point, The rendering speed can be improved since the number of primitives is generated by the inter-grid intersection of the DEM data, including the process of rendering the 3D terrain using a rectangular splat of the size.

종래의 포인트 기반 렌더링 방법 및 장치는 DEM에서 표현된 고도값을 단순 선형 보간법을 적용하여 3차원으로 모델링한 사각형 스패랫에 의한 방법으로서, 빠르고 간단하여 평지 모델링에 적합하지만, 굴곡이 심한 지형의 경우에 특징을 정확히 표현하기 힘들다는 문제점이 있다. The conventional point-based rendering method and apparatus is a rectangular spattle modeling a three-dimensional height value expressed by a DEM using a simple linear interpolation method, and is suitable for flat modeling because it is fast and simple. However, It is difficult to accurately express the feature in the image.

또한, 종래의 포인트 기반 렌더링 방법 및 장치는 복잡한 지형의 경우에 매우 많은 격자 구조의 포인트로 구성되어 있기 때문에 단계별 상세 레벨(LOD) 제어를 위해 모든 정점 정보에 대해 간략화시키는 전처리 절차를 수행하여야 한다. 이러한 전처리 절차는 많은 계산량이 필요로 하므로 대용량의 메모리가 필요하며, 빠른 연산 처리를 위해 고사양의 장비가 사용되어야 한다는 문제점이 있다.
In addition, since the conventional point-based rendering method and apparatus are composed of a very large number of grid points in the case of complicated terrain, a preprocessing procedure for simplifying all vertex information for LOD control should be performed. This preprocessing procedure requires a large amount of memory because it requires a large amount of calculation, and there is a problem that high-end equipment must be used for fast operation processing.

한국공개특허 제2010-0060194호 " 항법 장치에서 포인트 기반 렌더링 방법 및 장치 "Korean Patent Publication No. 2010-0060194 "Point-Based Rendering Method and Apparatus in Navigation Device"

본 발명은 텍스쳐 레벨 자체에 정적 상세 레벨 방식을 적용하면서 정점 정보를 기준 프레임레이트 값에 따라 변동되도록 동적 상세 레벨 방식을 적용하여 렌더링을 수행함으로써 3차원 지형 영상의 실시간 가시화 품질 저하를 최소화할 수 있는 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법을 제공한다.
The present invention can reduce the real-time visual quality degradation of a 3D terrain image by applying a static detail level scheme to the texture level itself and applying the dynamic detail level scheme so that the vertex information is changed according to the reference frame rate value An adaptive rendering method in 3D terrain visualization is provided.

실시예들 중에서, 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법은, 가시화 대상 영역의 지형 자료를 기초로 지형을 타일로 구획하여 각 구획된 지형 타일로 이루어진 지형 메시 데이터를 구축하는 데이터 구축 단계; 복수의 폴리곤을 구성하는 지형 타일에서 상기 폴리곤의 복수의 정점 좌표를 산출하여 정점 정보를 저장하고, 사용자 시점에 따라 상기 지형 메시 데이터에 대한 3차원 지형의 상세 레벨(Level Of Detail) 값을 계산하며, 사용자 시점의 변화에 따른 위치 정보에 대응되는 지형 메시 데이터를 로딩하여 지형에 따른 상세 레벨 값에 따라 상기 지형 메시 데이터의 렌더링을 수행하는 정적 렌더링 단계; 상기 지형 타일 내의 모든 정점마다 이미지 맵핑을 수행하여 기설정된 해상도의 3차원 지형 영상을 가시화하고, 정해진 시간당 재생되는 프레임 개수를 측정하여 상기 측정한 프레임 개수가 기 설정된 기준 프레임값 이하인 경우에 상기 지형 타일 내의 폴리곤 수가 감소되도록 스킵 레벨을 설정하는 스킵 레벨 설정 단계; 및 상기 설정된 스킵 레벨에 따라 상기 3차원 지형 영상의 해상도를 유지하면서 상기 폴리곤의 정점 좌표를 동적으로 변동하여 상기 지형 메시 데이터의 렌더링을 수행하는 동적 렌더링 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Among the embodiments, the adaptive rendering method in the 3D terrain image visualization includes a data construction step of constructing terrain mesh data composed of the divided topographic tiles by dividing the terrain into tiles based on the topographic data of the area to be visualized; A plurality of vertex coordinates of the polygon are calculated in a terrain tile constituting a plurality of polygons, vertex information is stored, and a level of detail of the three-dimensional terrain of the terrain mesh data is calculated according to a user's viewpoint A static rendering step of loading the terrain mesh data corresponding to the position information according to the change of the user's view point and rendering the terrain mesh data according to the detailed level value according to the terrain; Dimensional terrain image of a preset resolution by performing image mapping for every vertex in the terrain tile, measuring the number of frames to be reproduced per predetermined time, and when the number of frames measured is equal to or less than a preset reference frame value, A skip level setting step of setting a skip level so that the number of polygons within the polygon is reduced; And a dynamic rendering step of dynamically varying the vertex coordinates of the polygon while maintaining the resolution of the 3D terrain image according to the set skip level to render the terrain mesh data.

상기 스킵 레벨 설정 단계는, 상기 측정한 프레임 개수가 기 설정된 기준 프레임값 이상인 경우에 상기 스킵 레벨을 '0'으로 설정하고, N×N 메시가 가시화되도록 상기 정점 정보를 상기 동적 렌더링 단계로 전송하는 것을 특징으로 한다.The skip level setting step sets the skip level to '0' when the number of frames measured is equal to or greater than a preset reference frame value, and transmits the vertex information to the dynamic rendering step so that an N × N mesh is visualized .

상기 스킵 레벨 설정 단계는, 상기 측정한 프레임 개수가 기 설정된 기준 프레임 값 이하인 경우에 스킵 레벨을 '1'로 설정하고, 상기 스킵 레벨 '1'을 적용하여 M×M(M<N) 메시가 가시화되도록 상기 M×M 메시에 해당되는 정점 정보를 상기 동적 렌더링 단계로 전송하는 것을 특징으로 한다.The skip level setting step sets the skip level to '1' when the measured number of frames is equal to or less than the predetermined reference frame value, and applies the skip level '1' to the M × M (M <N) And transmits the vertex information corresponding to the M × M mesh to the dynamic rendering step so as to be visible.

상기 스킵 레벨 설정 단계는, 상기 스킵 레벨이 '1'로 지정된 상기 M×M 메시가 가시화되는 중에, 정해진 시간당 재생되는 프레임 개수를 측정하여 상기 측정한 프레임 개수가 기 설정된 기준 프레임값 이하인 경우에 스킵 레벨을 '2'로 설정하고, 상기 스킵 레벨 '2'를 적용하여 L×L 메시가 가시화되도록 상기 L×L 메시에 해당되는 정점 정보를 상기 동적 렌더링 단계로 전송하는 것을 특징으로 한다.Wherein the skip level setting step measures a number of frames to be reproduced per a predetermined time while the M 占 메시 mesh whose skip level is set to '1' is visualized and skips the frame if the measured number of frames is equal to or less than a preset reference frame value Level is set to '2', and vertex information corresponding to the L × L mesh is transmitted to the dynamic rendering step so that the L × L mesh is visualized by applying the skip level '2'.

상기 스킵 레벨 설정 단계는, 상기 측정한 프레임 개수가 상향되어 상기 기준 프레임값 이상인 경우에 상기 지형 타일 내의 폴리곤 수가 증가되도록 스킵 레벨을 자동 설정 방식 또는 고정 설정 방식 중 어느 하나의 방식으로 조정하는 것을 특징으로 한다.
Wherein the skip level setting step adjusts the skip level in one of an automatic setting method and a fixed setting method so that the number of polygons in the terrain tile is increased when the measured number of frames is upward and equal to or greater than the reference frame value .

본 발명의 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법은 텍스쳐 레벨 자체에 정적 상세 레벨 방식을 적용하면서 정점 정보를 기준 프레임레이트 값에 따라 변동되도록 동적 상세 레벨 방식을 적용하여 렌더링을 수행함으로써 3차원 지형 영상의 실시간 가시화 품질 저하를 최소화할 수 있는 효과가 있다.The adaptive rendering method in the 3D terrain image visualization of the present invention applies the static detail level scheme to the texture level itself and applies the dynamic detail level scheme to vary the vertex information according to the reference frame rate value, It is possible to minimize degradation of real-time visualization quality of the terrain image.

또한, 본 발명은 3차원 지형 영상의 해상도를 고해상도로 유지하면서 스킵 레벨에 따라 폴리곤 수를 감소시켜 렌더싱 속도를 향상시킴으로써 화면을 선명하고 부드럽게 운영할 수 있고, 3차원 지형 영상이 표현될 때 기준 프레임 레이트 값 이상의 프레임레이트를 확보할 수 있어 지도 운영이나 생산성을 향상시킬 수 있며, 모바일 단말 및 저사양 장비에 대하여 적용할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention can improve the rendering speed by reducing the number of polygons according to the skip level while maintaining the resolution of the 3D terrain image at a high resolution, It is possible to secure a frame rate higher than the frame rate value, which can improve map operation and productivity, and can be applied to mobile terminals and low-end equipment.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 도 2에 적용되는 스킵 레벨에 따른 폴리곤의 변화 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 기존 LOD의 정점 개수를 적용한 3차원 지형 영상을 설명하는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 스킵 레벨이 적용된 3차원 지형 영상을 설명하는 예시도이다.
1 is a view for explaining the configuration of an adaptive rendering system in 3D terrain image visualization according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating an adaptive rendering method in 3D terrain image visualization according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a change state of a polygon according to a skip level applied to FIG. 2. FIG.
4 is a diagram illustrating an example of a 3D terrain image using the number of vertexes of an existing LOD.
5 is a diagram illustrating an example of a 3D terrain image to which a skip level is applied according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.Meanwhile, the meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.In each step, the identification code (e.g., a, b, c, etc.) is used for convenience of explanation, the identification code does not describe the order of each step, Unless otherwise stated, it may occur differently from the stated order. That is, each step may occur in the same order as described, may be performed substantially concurrently, or may be performed in reverse order.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.1 is a view for explaining the configuration of an adaptive rendering system in 3D terrain image visualization according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 시스템(100)은 지형 생성 모듈(110), LOD 모듈(120), 렌더링 모듈(130), 이미지 맵핑 모듈(140) 및 데이터베이스(150)를 포함하지만 이에 한정되지 않고, 일반적으로 3차원 지형 영상 가시화 시스템에 구비된 표시수단, 입력 수단, 버퍼, CPU 등을 포함한다. 1, an adaptive rendering system 100 in a 3D terrain visualization includes a terrain generation module 110, an LOD module 120, a rendering module 130, an image mapping module 140, and a database 150 , But it is not limited thereto and includes a display means, an input means, a buffer, a CPU, and the like provided in a three-dimensional terrain image visualization system in general.

지형 생성 모듈(110)은 사용자의 입력 데이터에 따라 가시화 대상 영역의 지형 자료를 획득하고, 3차원 지형을 지형 타일로 구획하여 각 구획된 지형 타일로 이루어진 지형 메시 데이터를 구축한다. 이때, 지형 생성 모듈(110)은 3차원 지형을 구성하는 타일 수와 타일 크기를 사용자 설정에 따라 조정할 수 있다.The terrain generation module 110 acquires the terrain data of the area to be visualized according to the input data of the user and divides the 3D terrain into terrain tiles to construct the terrain mesh data composed of the divided terrain tiles. At this time, the terrain generation module 110 may adjust the number of tiles and the size of the tiles constituting the three-dimensional terrain according to the user setting.

LOD 모듈(120)은 복수의 폴리곤을 구성하는 지형 타일에 각 폴리곤의 복수의 정점 좌표를 산출하여 저장하고, 사용자 시점에 따라 해당 위치 정보에 대응하는 지형 메시 데이터에 대한 3차원 지형의 상세 레벨 값을 계산하며, 상기 상세 레벨 값에 따라 3차원 공간의 폴리곤에 텍스쳐를 입히기 위해 변환 기준이 되는 2차원 좌표계(예를 들어, UV 좌표계)로 변환된 폴리곤들을 타일에 할당하고 렌더링을 준비한다.The LOD module 120 calculates and stores a plurality of vertex coordinates of each polygon in a terrain tile constituting a plurality of polygons, and calculates a detailed level value of the three-dimensional terrain of the terrain mesh data corresponding to the corresponding position information And polygons converted into a two-dimensional coordinate system (for example, UV coordinate system) serving as a conversion reference are assigned to the tiles and prepared for rendering so as to texture the polygons in the three-dimensional space according to the detailed level value.

UV 좌표계는 이미지 맵핑 수행시 영상과 지형의 면을 연계하기 위한 값으로 지형의 한 면을 이루는 모든 점들에 대해 개별적으로 영상의 상대 위치를 설정한 좌표이다. The UV coordinate system is a coordinate system for associating the image and the surface of the image when performing the image mapping, and is a coordinate that sets the relative position of the image separately for all the points constituting one surface of the terrain.

LOD는 위성 영상이나 항공 영상 등 용량이 큰 데이터를 3차원 가시화 시스템에서 원활하게 관리하기 위해 하나의 지형 데이터를 여러 단계의 해상도로 나눈 후에 사용자의 시점 위치에 따라 적절한 해상도의 지형 메시 데이터로 보여주는 방식이다.In order to smoothly manage large-sized data such as satellite images and aerial images in a 3D visualization system, the LOD divides one terrain data into several levels of resolution, and then displays the terrain mesh data at an appropriate resolution according to the user's viewpoint position to be.

폴리곤은 3차원 지형에서 입체적인 형상을 표현할 때 사용되는 가장 작은 단위인 다각형으로서, 3차원 공간에서 시작점과 끝점이 선으로 연결된 폴리 라인으로 곡선 위에 있는 몇개의 점을 직선으로 이어서 곡선을 표현하며, 물체의 테두리를 나타나기 위해 사용된다. 따라서, 3차원 지형을 모델링할 때, 사용자 시점의 위치 변화를 고려하여 폴리곤 수를 가변적으로 조정하면 화질 저하 없이 좀 더 빠른 처리 속도를 얻을 수 있다. A polygon is a polygon that is the smallest unit used to represent a three-dimensional shape in a three-dimensional terrain. A polygon is a polygon whose start and end points are connected by lines in a three-dimensional space. Is used to indicate the edge of the frame. Therefore, when the 3D terrain model is modeled, it is possible to obtain a faster processing speed without deteriorating the picture quality by variably adjusting the number of polygons considering the change of the position of the user point.

렌더링 모듈(130)은 텍스쳐 이미지를 SLOD(Sratic Level Of Detail) 방식을 적용하여 상세 레벨을 설정하고, 기준 프레임(FPS) 값에 따라 폴리곤의 정점 좌표를 DLOD(Dynamic Level Of Detail) 방식을 적용하여 변동되도록 조절한다. 렌더링 모듈(130)은 사용자 시점에 따라 지형 메시 데이터에 대한 상세 레벨 값이 설정되고, 해당 지형 메시 데이터를 로딩하여 설정된 상세 레벨 값에 따라 렌더링을 수행한다. The rendering module 130 sets a detailed level by applying a texture level (SLOD) method to the texture image, applies a DLOD (Dynamic Level Of Detail) method to the vertex coordinates of the polygon according to the reference frame (FPS) . The rendering module 130 sets a detailed level value for the terrain mesh data according to the user's point of view, loads the terrain mesh data, and performs rendering according to the set detailed level value.

이미지 맵핑 모듈(140)은 3차원 형태의 폴리곤을 가시화할 때 폴리곤의 외곽면에 실제 3차원 지형 이미지를 입힘으로써 보다 현실적이고 사실감 있는 3차원 지형 영상을 제공한다. The image mapping module 140 provides a more realistic and realistic three-dimensional topographic image by applying an actual three-dimensional topographic image to the outer surface of the polygon when the three-dimensional polygon is visualized.

데이터베이스(150)는 지형 자료, 지형 메시 데이터 및 3차원 지형 영상을 각각 인덱싱하여 저장하고, 지형 자료, 지형 메시 데이터 및 3차원 지형 영상을 소정의 분류 체계에 따른 카테고리별로 분류하여 저장한다.
The database 150 indexes and stores the terrain data, the terrain mesh data, and the 3D terrain image, respectively, and stores the terrain data, the terrain mesh data, and the 3D terrain image according to categories according to a predetermined classification system.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법을 설명하는 순서도이고, 도 3은 도 2에 적용되는 스킵 레벨에 따른 폴리곤의 변화 상태를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a flowchart for explaining an adaptive rendering method in 3D terrain image visualization according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a change state of a polygon according to a skip level applied in FIG.

도 2 및 도 3을 참고하면, 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법은, 가시화 대상 영역의 지형 자료를 기초로 지형을 타일로 구획하여 각 구획된 지형 타일로 이루어진 지형 메시 데이터를 구축하여 데이터베이스(150)에 저장한다.(S1)2 and 3, in the adaptive rendering method in the 3D terrain image visualization, the terrain mesh data composed of each divided terrain tile is constructed by dividing the terrain into tiles based on the terrain data of the visualization target area And stores it in the database 150. (S1)

적응형 렌더링 시스템(100)은 복수의 폴리곤을 구성하는 지형 타일에서 각 폴리곤의 복수의 정점 좌표를 산출하여 정점 정보로 데이터베이스(150)에 저장한다. LOD 모듈(120)은 사용자 시점에 따라 지형 메시 데이터에 대한 3차원 지형의 상세 레벨(Level Of Detail) 값을 계산하여 메시의 정밀도(Detail)를 단계별(Level) 조정되도록 한다.(S2)The adaptive rendering system 100 calculates a plurality of vertex coordinates of each polygon in a terrain tile constituting a plurality of polygons and stores the vertex coordinates in the database 150 as vertex information. The LOD module 120 calculates the level of detail of the three-dimensional topography of the terrain mesh data according to the user's point of view and controls the level of the mesh to be adjusted in stages.

렌더링 모듈(130)은 텍스쳐 레벨에 SLOD(Static Level Of Detail) 방식을 적용하고, FPS 값에 따라 정점 좌표가 동적으로 변동이 되도록 DLOD(Dynamic LOD) 방식을 적용한다.The rendering module 130 applies a SLOD (Static Level Of Detail) method to the texture level and applies a DLOD (dynamic LOD) method so that the vertex coordinates dynamically change according to the FPS value.

이때, SLOD는 LOD 값에 맞는 정점 정보를 미리 계산해 두고, 처음부터 메시의 정밀도를 정해진 상태에서 카메라와 가까운 거리에 있는 물체는 정밀한 메시를 사용하고, 카메라와 물체간의 거리가 멀어질수록 낮은 단계의 메시를 사용하는 것으로서, 렌더링시 각 지형의 LOD 값에 따라 처리한다. 그리고, DLOD는 거리에 따라 실시간 메시의 정밀도를 변화시켜 팝핀(Popping) 현상을 방지하고, 디테일한 컨트롤이 가능하다.In this case, the SLOD calculates the vertex information corresponding to the LOD value in advance, and a precise mesh is used for an object located close to the camera in the state where the accuracy of the mesh is determined from the beginning, and as the distance between the camera and the object becomes longer, Mesh is used to process the LOD value of each terrain at rendering time. And, DLOD can change the precision of real-time mesh according to the distance to prevent popping phenomenon and enable detailed control.

즉, 렌더링 모듈(130)은 사용자 시점의 변화에 따른 위치 정보에 대응되는 지형 메시 데이터를 로딩하여 지형에 따른 상세 레벨 값에 따라 지형 메시 데이터의 렌더링을 수행한다.(S3)That is, the rendering module 130 loads the terrain mesh data corresponding to the position information according to the change of the user view point and renders the terrain mesh data according to the detailed level value according to the terrain (S3)

적응형 렌더링 시스템(100)은 스킵 레벨을 '0'으로 지정하고, 256×256을 해상도를 가지는 3차원 지형 영상인 N×N 메시가 화면에 가시화되도록 한다.(S4) 여기서, N은 65가 될 수 있다.  The adaptive rendering system 100 designates the skip level as '0', and causes the N × N mesh, which is a 3D terrain image having a resolution of 256 × 256, to be visualized on the screen (S4) .

적응형 렌더링 시스템(100)은 3차원 가시화가 종료되지 않은 경우에 적응형 렌더링 시스템(100)은 사용자 반응에 보다 빨리 응답하기 위하여 초당 프레임 개수(Frame Per Second, FPS)를 측정한다.(S5 및 S6)The adaptive rendering system 100 measures the frame per second (FPS) in order to respond faster to user response when the 3D visualization is not finished (S5 and &lt; RTI ID = 0.0 &gt; S6)

적응형 렌더링 시스템(100)은 측정 FPS 값이 기준 FPS 값 이하인 경우에 지형 타일 내의 폴리곤 수가 감소되도록 스킵 레벨을 '1'로 지정하고, M×M 메시가 화면에 가시화되도록 한다.(S7 및 S8) 여기서 M은 33이 될 수 있다. The adaptive rendering system 100 designates the skip level to '1' so that the number of polygons in the terrain tile is reduced when the measured FPS value is less than or equal to the reference FPS value, and causes the M × M mesh to be visualized on the screen. (S7 and S8 ) Where M can be 33.

일반적으로, 사용자는 초당 프레임 개수가 최소 10장 이상이 되어야 화면이 부드럽다고 인지한다. 따라서, 기준 FPS 값을 10으로 설정하고, 3차원 지형 영상이 계속적으로 가시화되도록 있다는 가정하에 현재 측정 FPS 값이 10 미만일 경우에 강제적으로 스킵 레벨을 '0'에서 '1'로 조정할 수 있다.Generally, a user recognizes that the screen is smooth when the number of frames per second is at least 10 or more. Therefore, the skip level can be forcibly changed from '0' to '1' when the current measured FPS value is less than 10 under the assumption that the reference FPS value is set to 10 and the 3D terrain image is continuously visualized.

이때, 렌더링 모듈(130)은 스킵 레벨을 '0'에서 '1'로 조정할 때, 3차원 지형 영상의 해상도를 256×256를 그대로 사용하고, 폴리곤의 정점 정보를 N×N 메시에 해당하는 정점 정보가 아니라 M×M 메시에 해당하는 정점 정보를 넘겨준다. At this time, when the skip level is adjusted from '0' to '1', the rendering module 130 uses 256 × 256 as the resolution of the 3D terrain image and uses the vertex information of the polygon as the vertex corresponding to the N × N mesh It passes vertex information corresponding to M × M mesh, not information.

도 3의 (a)에 스킵 레벨 '0'으로 지정된 65×65 메시가 도시되어 있고, (b)에 스킵 레벨이 '1'로 지정된 33×33 메시가 도시되어 있으며, (c)에 스킵 레벨이 '2'로 지정된 17×17 메시가 도시되어 있다. FIG. 3 (a) shows a 65 × 65 mesh designated by a skip level '0', FIG. 3 (b) shows a 33 × 33 mesh with a skip level of '1' The 17 x 17 mesh designated by this '2' is shown.

이러한 도 3을 참고하면, 3차원 지형 영상은 렌더링시 스킵 레벨에 따라 폴리곤 수가 대폭 줄어듬을 알 수 있다. 이와 같이, 폴리곤 수가 줄어들면 렌더링 속도가 향상되고, 그로 인해 3차원 지형 영상의 프레임 레이트(FPS)가 매우 높아져 3차원 지형 영상이 불연속으로 부드럽게 화면 출력될 수 있다. Referring to FIG. 3, it can be seen that the number of polygons is greatly reduced according to a skip level in a 3D terrain image. As described above, if the number of polygons is reduced, the rendering speed is improved. As a result, the frame rate (FPS) of the 3D terrain image becomes very high, so that the 3D terrain image can be displayed smoothly with discontinuity.

적응형 렌더링 시스템(100)은 스킵 레벨이 '1'로 지정된 M×M 메시가 화면에 가시화되는 중에 FPS를 측정하여 측정 FPS 값이 기준 FPS 값 이하인 경우에 스킵 레벨을 '1'에서 '2'로 조정하여 L×L 메시가 화면에 가시화되도록 한다.(S9, S10, S11) 여기서, L은 17이 될 수 있다. The adaptive rendering system 100 measures the FPS while the M × M mesh whose skip level is set to '1' is being visualized on the screen, and changes the skip level from '1' to '2' when the measured FPS value is less than the reference FPS value. (S9, S10, S11). Here, L can be 17.

한편, 적응형 렌더링 시스템(100)은 스킵 레벨이 '2'로 지정된 L×L 메시가 화면에 가시화되는 도중에, FPS를 측정하여 FPS 값이 상향되어 부드럽게 렌더링될 경우에 스킵 레벨을 '1'로 조정하여 M×M 메시가 화면에 가시화되도록 한다.Meanwhile, the adaptive rendering system 100 measures the FPS while the L × L mesh whose skip level is set to '2' is visualized on the screen, and when the FPS value is upwardly rendered smoothly, the skip level is set to '1' So that the M × M mesh is displayed on the screen.

이때, 적응형 렌더링 시스템(100)은 스킵 레벨이 FPS 값에 따라 자동으로 상향 또는 하향 조정되도록 할 수 있고, FPS 값과 무관하게 특정 스킵 레벨로 고정되도록 할 수도 있다. At this time, the adaptive rendering system 100 may cause the skip level to be automatically adjusted up or down according to the FPS value, and may be fixed to a specific skip level regardless of the FPS value.

또한, 스킵 레벨은 0레벨인 경우에 65 ×65 메시, 1레벨인 경우에 33 ×33 메시, 2 레벨인 경우에 17 × 17 메시, 3 레벨인 경우에 9 × 9 메시, 4 레벨인 경우에 5 × 5 메시, 5 레벨인 경우에 3 × 3 메시가 화면에 가시화되도록 한다. In the case where the skip level is 65 占 65 meshes for the 0 level, 33 占 33 meshes for the 1 level, 17 占 17 meshes for the 2 levels, 9x9 meshes for the 3 levels, and 4 levels 5 x 5 meshes, and 3 x 3 meshes in the case of 5 levels.

그러나, 스킵 레벨이 2레벨 이상인 경우에 가시화되는 화면이 거의 평면으로 디스플레이 된다. 스킵 레벨이 0 레벨이 원본 화면이라면 3 레벨부터는 거의 평면에 가까운 화면이므로 3KCKDNJS 지형 영상의 가시화 효과가 기하급수적으로 떨어져 3차원 렌더링의 의미가 없어진다.However, a screen that is visible when the skip level is two or more levels is displayed in a substantially flat state. If the skip level is at the 0 level, it is almost flat from the 3rd level. Therefore, the visualization effect of the 3KCKDNJS terrain image falls exponentially and the meaning of 3D rendering is lost.

따라서, 적응형 렌더링 시스템(100)은 스킵 레벨을 0 레벨 ~ 5 레벨로 설정하거나 메시 크기에 따라 레벨을 세분화하여 레벨 수를 증가할 수 있지만, 3차원 지형 영상의 가시화 효과를 향상시키기 위해서 스킵 레벨을 0 레벨, 1레벨, 2 레벨에서 조정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. Accordingly, the adaptive rendering system 100 can increase the number of levels by setting the skip level to 0 level to 5 level or subdividing the level according to the mesh size, but in order to improve the visualization effect of the 3D terrain image, Can be adjusted at 0 level, 1 level, and 2 level.

이와 같이, 적응형 렌더링 시스템(100)은 사용자 명령에 의해 3차원 지형 영상 가시화가 종료될 때까지 적응형 렌더링 방법을 수행하여 3차원 지형 영상을 보다 부드럽게 표현할 수 있다. As described above, the adaptive rendering system 100 can smoothly express the 3D terrain image by performing the adaptive rendering method until the 3D terrain image visualization is completed by the user command.

적응형 렌더링 시스템(100)은 평탄한 지형보다 지상 시설물 또는 지하 매설물을 많이 표현해야 할 경우에, FPS 값이 5 이하의 프레임으로 줄어들면 스킵 레벨이 적용되어 가시화되는 프레임이 상당히 향상될 수 있어 보다 유용하게 3차원 지형 영상 가시화 시스템이 운영되도록 할 수 있다. 이때, 적응형 렌더링 시스템(100)은 모바일 시스템의 그래픽 성능에 따라 가시화되는 프레임의 향상율이 달라질 수 있다.
When the adaptive rendering system 100 needs to express a lot of ground facilities or underground objects rather than a flat terrain, if the FPS value is reduced to a frame of 5 or less, the skip level is applied and the frame can be significantly improved, So that the 3D terrain image visualization system can be operated. At this time, the adaptive rendering system 100 may vary the enhancement rate of the visualized frame according to the graphics performance of the mobile system.

3차원 지형 영상은 지형이나 지세를 수치상으로 표현하는 수치 표고 모형(Digital Elevation Model, DEM) 데이터로 실제 지상 시설물과 지하 매설물을 동시에 표현하고, DEM 데이터를 데이터베이스(150)에 저장한다.The 3D terrain image simultaneously displays real ground facilities and underground objects with digital elevation model (DEM) data representing the topography or topography numerically, and stores the DEM data in the database 150.

표 1은 기존 LOD의 정점 개수와 해상도를 나타낸 것이고, 도 4는 기존 LOD의 정점 개수를 적용한 3차원 지형 영상을 설명하는 예시도이다.Table 1 shows the number of vertices of the existing LOD and the resolution, and FIG. 4 is an illustration for explaining a 3D terrain image using the number of vertices of the existing LOD.

Figure pat00001
Figure pat00001

표 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기존 LOD 방식을 적용하여 3차원 지형 영상을 가시화하게 되면, (a)256 ×256 해상도의 영상, (b) 128× 128 해상도의 영상, (c) 64× 64 해상도의 영상이 출력되고, LOD 값에 따라 영상의 해상도와 정점 개수가 달라지게 된다. (A) 256 × 256 resolution image, (b) 128 × 128 resolution image, and (c) 64 × 128 resolution image as shown in Table 1 and FIG. × 64 resolution image is outputted, and the resolution and the number of vertices of the image are different according to the LOD value.

표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응형 LOD의 정점 개수와 해상도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 적용되는 스킵 레벨이 적용된 3차원 지형 영상을 설명하는 예시도이다. Table 2 shows the number of vertices and resolution of the adaptive LOD according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exemplary view illustrating a 3D terrain image to which a skip level is applied according to an embodiment of the present invention.

Figure pat00002
Figure pat00002

표 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, (a) 원본 영상, (b) 65×65 메시 화면와 (c) 33×33 메시 화면이 출력되고, 적응형 LOD는 스킵 레벨에 따라 65×65 메시 화면과 33×33 메시 화면이 다르게 가시화되어 표현되고 있다. As shown in Table 2 and Fig. 5, (a) an original image, (b) a 65x65 mesh screen and (c) a 33x33 mesh screen are output, and the adaptive LOD displays a 65x65 mesh screen And the 33x33 mesh screen are visualized differently.

표 3은 기존 LOD와 적응형 LOD 간의 FPS 비교 수치를 각각 나타낸 것이다. Table 3 shows the FPS comparison values between the existing LOD and the adaptive LOD.

Figure pat00003
Figure pat00003

표 3에 나타나 있듯이, 스킵 레벨이 '2'로 지정된 경우에 장비 C는 프레임 레이트가 5FPS에서 10FPS로 향상되어 2배 정보의 프레임 레이트 향상률을 보인다.
As shown in Table 3, when the skip level is set to '2', the frame rate of the device C is improved from 5FPS to 10FPS, and the frame rate of the information C is doubled.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

110 : 지형 생성 모듈 120 : LOD 모듈
130 : 렌더링 모듈 140 : 이미지 맵핑 모듈
150 : 데이터베이스
110: terrain generation module 120: LOD module
130: Rendering module 140: Image mapping module
150: Database

Claims (5)

가시화 대상 영역의 지형 자료를 기초로 지형을 타일로 구획하여 각 구획된 지형 타일로 이루어진 지형 메시 데이터를 구축하는 데이터 구축 단계;
복수의 폴리곤을 구성하는 지형 타일에서 상기 폴리곤의 복수의 정점 좌표를 산출하여 정점 정보를 저장하고, 사용자 시점에 따라 상기 지형 메시 데이터에 대한 3차원 지형의 상세 레벨(Level Of Detail) 값을 계산하며, 사용자 시점의 변화에 따른 위치 정보에 대응되는 지형 메시 데이터를 로딩하여 지형에 따른 상세 레벨 값에 따라 상기 지형 메시 데이터의 렌더링을 수행하는 정적 렌더링 단계;
상기 지형 타일 내의 모든 정점마다 이미지 맵핑을 수행하여 기설정된 해상도의 3차원 지형 영상을 가시화하고, 정해진 시간당 재생되는 프레임 개수를 측정하여 상기 측정한 프레임 개수가 기 설정된 기준 프레임값 이하인 경우에 상기 지형 타일 내의 폴리곤 수가 감소되도록 스킵 레벨을 설정하는 스킵 레벨 설정 단계; 및
상기 설정된 스킵 레벨에 따라 상기 3차원 지형 영상의 해상도를 유지하면서 상기 폴리곤의 정점 좌표를 동적으로 변동하여 상기 지형 메시 데이터의 렌더링을 수행하는 동적 렌더링 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법.
A data constructing step of constructing a topography mesh data composed of the divided topographic tiles by dividing the topography into tiles based on the topographic data of the visualization target area;
A plurality of vertex coordinates of the polygon are calculated in a terrain tile constituting a plurality of polygons, vertex information is stored, and a level of detail of the three-dimensional terrain of the terrain mesh data is calculated according to a user's viewpoint A static rendering step of loading the terrain mesh data corresponding to the position information according to the change of the user's view point and rendering the terrain mesh data according to the detailed level value according to the terrain;
Dimensional terrain image of a preset resolution by performing image mapping for every vertex in the terrain tile, measuring the number of frames to be reproduced per predetermined time, and if the measured number of frames is less than a preset reference frame value, A skip level setting step of setting a skip level so that the number of polygons within the polygon is reduced; And
And a dynamic rendering step of dynamically varying the vertex coordinates of the polygon while maintaining the resolution of the 3D terrain image according to the set skip level to render the terrain mesh data. In an adaptive rendering method.
제1항에 있어서, 상기 스킵 레벨 설정 단계는,
상기 측정한 프레임 개수가 기 설정된 기준 프레임값 이상인 경우에 상기 스킵 레벨을 '0'으로 설정하고, N×N 메시가 가시화되도록 상기 정점 정보를 상기 동적 렌더링 단계로 전송하는 것을 특징으로 하는 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법.
2. The method of claim 1, wherein the skip level setting step comprises:
Wherein the skip level is set to '0' when the number of frames measured is equal to or greater than a predetermined reference frame value, and the vertex information is transmitted to the dynamic rendering step so that an N × N mesh is visualized. Adaptive rendering method in image visualization.
제2항에 있어서, 상기 스킵 레벨 설정 단계는,
상기 측정한 프레임 개수가 기 설정된 기준 프레임 값 이하인 경우에 스킵 레벨을 '1'로 설정하고, 상기 스킵 레벨 '1'을 적용하여 M×M(M<N) 메시가 가시화되도록 상기 M×M 메시에 해당되는 정점 정보를 상기 동적 렌더링 단계로 전송하는 것을 특징으로 하는 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법.
3. The method of claim 2, wherein the skip level setting step comprises:
(M &lt; N) mesh is visualized by setting the skip level to '1' and applying the skip level '1' when the measured number of frames is equal to or less than a preset reference frame value, And the vertex information corresponding to the vertex information is transmitted to the dynamic rendering step.
제3항에 있어서, 상기 스킵 레벨 설정 단계는,
상기 스킵 레벨이 '1'로 지정된 상기 M×M 메시가 가시화되는 중에, 정해진 시간당 재생되는 프레임 개수를 측정하여 상기 측정한 프레임 개수가 기 설정된 기준 프레임값 이하인 경우에 스킵 레벨을 '2'로 설정하고, 상기 스킵 레벨 '2'를 적용하여 L×L 메시가 가시화되도록 상기 L×L 메시에 해당되는 정점 정보를 상기 동적 렌더링 단계로 전송하는 것을 특징으로 하는 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법.
4. The method of claim 3, wherein the skip level setting step comprises:
The number of frames to be reproduced per predetermined time is measured while the M × M mesh having the skip level of '1' is visualized. If the measured number of frames is equal to or less than a predetermined reference frame value, the skip level is set to '2' , And transmits the vertex information corresponding to the LxL mesh to the dynamic rendering step so that the LxL mesh is visualized by applying the skip level '2' to the dynamic rendering step. Way.
제1항에 있어서, 상기 스킵 레벨 설정 단계는,
상기 측정한 프레임 개수가 상향되어 상기 기준 프레임값 이상인 경우에 상기 지형 타일 내의 폴리곤 수가 증가되도록 스킵 레벨을 자동 설정 방식 또는 고정 설정 방식 중 어느 하나의 방식으로 조정하는 것을 특징으로 하는 3차원 지형 영상 가시화에서의 적응형 렌더링 방법.
2. The method of claim 1, wherein the skip level setting step comprises:
Wherein the skip level is adjusted by one of an automatic setting method and a fixed setting method so that the number of polygons in the terrain tile is increased when the measured number of frames is upward and equal to or greater than the reference frame value. In an adaptive rendering method.
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