一種三維地形模型的渲染方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三維地形模型的渲染方法，包括如下步驟：步驟一、由二次開發(fā)工具提取二維地形圖等高線及高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，生成計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)代碼格式文件；步驟二、將地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模軟件，生成地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)；步驟三、由地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立地形曲面，并在地形的范圍內(nèi)創(chuàng)建凸臺(tái)；步驟四、將地形曲面和凸臺(tái)進(jìn)行分割或布爾計(jì)算，建立地形三維模型；步驟五、采用計(jì)算機(jī)開發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行二次開發(fā)，將航片按坐標(biāo)進(jìn)行快速壓縮、自動(dòng)拼接，然后對(duì)地形三維模型進(jìn)行渲染；步驟六、生成大規(guī)模地形環(huán)境的三維可視化模型。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)渲染方式工作量大、過程繁瑣的問題，可以廣泛應(yīng)用于三維仿真【技術(shù)領(lǐng)域】。
【專利說(shuō)明】一種三維地形模型的渲染方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三維仿真【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種三維地形模型的渲染方法。

【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來(lái)，地理信息系統(tǒng)資料的分析解釋成果局限于二維靜態(tài)表達(dá)方式，傳統(tǒng)的地形圖是以二維平面符號(hào)、文字、數(shù)字等濃縮客觀地理實(shí)體，以二維平面圖表示地理空間信息，它所反映的是各種地理實(shí)體的平面幾何信息，而現(xiàn)實(shí)中各種地理實(shí)體均以三維的形式存在，因此，傳統(tǒng)的二維地形圖很難直觀地表現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界，它對(duì)人們清楚完整地認(rèn)識(shí)地形和地貌狀況造成了困難，也限制了地形資料的充分利用。隨著計(jì)算機(jī)視覺、科學(xué)計(jì)算可視化、遙感技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，由三維建模軟件如CATIA、GOCAD等生成三維地形模型，然后再利用航空航天攝影測(cè)量獲取的照片進(jìn)行渲染，生成具有高度細(xì)節(jié)層次的三維地形模型的做法已經(jīng)十分普遍。然而，CATIA等軟件所建立起來(lái)的初始三維地形模型區(qū)別不了諸如房屋、植被及河流等明顯的地形物，視覺效果相對(duì)較差。采用航片對(duì)其進(jìn)行渲染，可以虛擬自然地形環(huán)境，使三維地形的視覺效果更加逼真，讓瀏覽者有一種身臨其境的感覺，但是目前對(duì)長(zhǎng)線路、大面積工程，所拍航片數(shù)據(jù)量龐大，若采用傳統(tǒng)的渲染方式，工作量太大，過程過于繁瑣。因此如何實(shí)現(xiàn)大尺度地形環(huán)境的可視化應(yīng)用已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)所面臨的緊迫問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種三維地形模型的渲染方法，解決傳統(tǒng)渲染方式工作量大、過程繁瑣的問題。
[0004]本發(fā)明提供的一種三維地形模型的渲染方法，包括如下步驟:步驟一、由二次開發(fā)工具提取二維地形圖等高線及高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，生成計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)代碼格式文件；步驟二、將地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模軟件，生成地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)；步驟三、由地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立地形曲面，并在地形的范圍內(nèi)創(chuàng)建凸臺(tái)；步驟四、將地形曲面和凸臺(tái)進(jìn)行分割或布爾計(jì)算，建立地形三維模型；步驟五、采用計(jì)算機(jī)開發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行二次開發(fā)，將航片按坐標(biāo)進(jìn)行快速壓縮、自動(dòng)拼接，然后對(duì)地形三維模型進(jìn)行渲染；步驟六、生成大規(guī)模地形環(huán)境的三維可視化模型。
[0005]在上述技術(shù)方案中，所述步驟一中，所述二次開發(fā)工具是工程地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述步驟一中，所述二維地形圖為CAD地形圖。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述步驟一中，所述計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)代碼格式文件為ASCi i free格式文件。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述步驟二中，所述三維建模軟件為CATIA軟件。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述步驟五中，所述計(jì)算機(jī)開發(fā)語(yǔ)言為Visual Basic語(yǔ)言。
[0010]本發(fā)明三維地形模型的渲染方法，具有以下有益效果:通過二維幾何地形數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換以及對(duì)航片數(shù)據(jù)的自動(dòng)拼接和影像數(shù)據(jù)的壓縮處理，本發(fā)明對(duì)三維地形可視化技術(shù)中地形建模和渲染等技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在以下二占-
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[0011]1、特有的三維數(shù)據(jù)格式
[0012]二次開發(fā)工具可將CAD地形圖等高線及高程點(diǎn)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為三維建模軟件CATIA的數(shù)據(jù)格式，大大降低三維建模的難度。
[0013]2、高效渲染弓I擎和良好的硬件兼容性
[0014]采用Visual Basic語(yǔ)言進(jìn)行二次開發(fā)，將航片按坐標(biāo)進(jìn)行快速壓縮、自動(dòng)拼接，提高大規(guī)模場(chǎng)景的組織與渲染效率，支持海量數(shù)據(jù)運(yùn)算，支持內(nèi)存有效釋放。對(duì)客戶端硬件配置要求極低，無(wú)需昂貴的SGI (Silicon Graphics, Inc.,美國(guó)圖形工作站生產(chǎn)廠商)圖形工作站支持，在一臺(tái)擁有64M獨(dú)立顯卡的筆記本電腦即可流暢運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明三維地形模型的渲染方法的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0017]參見圖1，本發(fā)明三維地形模型的渲染方法，包括如下步驟:
[0018]步驟一、由工程地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提取CAD地形圖等高線及高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，生成ASCii free格式文件，所述工程地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過著作權(quán)登記，著作權(quán)人分別為長(zhǎng)江巖土工程總公司(武漢)和中南大學(xué)，版本號(hào)為V1.0，開發(fā)完成日期為2014年2月7日，登記號(hào)為2014SR070463，所述工程地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)可以由 申請(qǐng)人:提供；
[0019]步驟二、將地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入CATIA軟件，生成地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)；
[0020]步驟三、由地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立地形曲面，并在地形的范圍內(nèi)創(chuàng)建凸臺(tái)；
[0021]步驟四、將地形曲面和凸臺(tái)進(jìn)行分割或布爾計(jì)算，建立地形三維模型；
[0022]步驟五、采用Visual Basic語(yǔ)言進(jìn)行二次開發(fā)，將航片按坐標(biāo)進(jìn)行快速壓縮、自動(dòng)拼接，然后對(duì)地形三維模型進(jìn)行渲染；
[0023]步驟六、生成大規(guī)模地形環(huán)境的三維可視化模型。
[0024]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
[0025]本說(shuō)明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種三維地形模型的渲染方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一、由二次開發(fā)工具提取二維地形圖等高線及高程點(diǎn)數(shù)據(jù)，生成計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)代碼格式文件； 步驟二、將地形數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模軟件，生成地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)； 步驟三、由地形點(diǎn)云數(shù)據(jù)建立地形曲面，并在地形的范圍內(nèi)創(chuàng)建凸臺(tái)； 步驟四、將地形曲面和凸臺(tái)進(jìn)行分割或布爾計(jì)算，建立地形三維模型； 步驟五、采用計(jì)算機(jī)開發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行二次開發(fā)，將航片按坐標(biāo)進(jìn)行快速壓縮、自動(dòng)拼接，然后對(duì)地形三維模型進(jìn)行渲染； 步驟六、生成大規(guī)模地形環(huán)境的三維可視化模型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維地形模型的渲染方法，其特征在于:所述步驟一中，所述二次開發(fā)工具是工程地質(zhì)信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維地形模型的渲染方法，其特征在于:所述步驟一中，所述二維地形圖為CAD地形圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維地形模型的渲染方法，其特征在于:所述步驟一中，所述計(jì)算機(jī)標(biāo)準(zhǔn)代碼格式文件為ASCii free格式文件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維地形模型的渲染方法，其特征在于:所述步驟二中，所述三維建模軟件為CATIA軟件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維地形模型的渲染方法，其特征在于:所述步驟五中，所述計(jì)算機(jī)開發(fā)語(yǔ)言為Visual Basic語(yǔ)言。
【文檔編號(hào)】G06T17/00GK104299255SQ201410525350
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】郭麒麟, 韓旭, 馮明權(quán), 向能武, 楊漢良, 徐俊, 馮建元, 易名龍, 林仕祥, 黃振偉, 鄧爭(zhēng)榮, 李愛國(guó), 尹春明, 侯欽禮, 楊友剛, 張少鋒, 於汝山, 殷先松, 鄭新, 冉隆田 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江巖土工程總公司（武漢）