本發(fā)明屬于三維場(chǎng)景中模型檢索領(lǐng)域，特別是基于二維鄰域檢索的三維場(chǎng)景海量模型實(shí)時(shí)調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

在高逼真度的大規(guī)模三維場(chǎng)景仿真系統(tǒng)中，通常需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)度和顯示高精度的地物模型，這些地物模型具有網(wǎng)格精細(xì)，紋理分辨率高，且數(shù)量巨大的特點(diǎn)，在場(chǎng)景中一次性加載這些模型，往往會(huì)造成內(nèi)存溢出的問(wèn)題，所以需要根據(jù)可視范圍的變化在模型數(shù)據(jù)庫(kù)中高效地檢索調(diào)度模型，以保證三維場(chǎng)景中模型實(shí)時(shí)繪制的流暢性。

目前大規(guī)模三維場(chǎng)景中海量地物模型組織調(diào)度常采用的方法包括基于R樹(shù)(Real Trees)的空間索引和基于傳統(tǒng)四叉樹(shù)的空間檢索兩大類(lèi)。基于R樹(shù)的空間索引方法對(duì)三維場(chǎng)景中的每個(gè)模型依次建立包圍盒，即最小外接長(zhǎng)方體，再將距離相近的模型當(dāng)作一個(gè)整體建立包圍盒，以此類(lèi)推，逐漸擴(kuò)大包圍盒范圍，直至包圍盒范圍等于整個(gè)三維場(chǎng)景空間，在進(jìn)行檢索時(shí)，需要將包圍盒范圍與場(chǎng)景當(dāng)前視錐體范圍比較，而三維空間的范圍比較十分復(fù)雜，計(jì)算量很大，使得檢索效率不佳?；趥鹘y(tǒng)四叉樹(shù)的檢索方法首先對(duì)每個(gè)模型投影形狀建立最小外接矩形，對(duì)這些矩形構(gòu)建四叉樹(shù)，建立檢索，為提高調(diào)用速度，在模型調(diào)度時(shí)構(gòu)建緩存區(qū)，取一個(gè)比可視范圍大的矩形范圍，通過(guò)遍歷比較，將在該矩形范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)存入緩存區(qū)，若可視范圍改變，就從緩存區(qū)中遍歷獲取數(shù)據(jù)。該方法將三維空間的范圍比較簡(jiǎn)化為二維空間的范圍比較，并采用了緩存機(jī)制，在一定程度上提高了檢索效率，但在每次更新緩存區(qū)時(shí)，需要對(duì)整個(gè)四叉樹(shù)全部遍歷，緩存區(qū)更新的速度影響了整體的檢索速度。若需要對(duì)場(chǎng)景中任一模型在某個(gè)方位上相鄰模型進(jìn)行檢索，由于傳統(tǒng)的四叉樹(shù)模型在構(gòu)建時(shí)只注重了父子節(jié)點(diǎn)的關(guān)系，所以需要先遍歷到與當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在同一層次的相鄰節(jié)點(diǎn)，再依次向下遍歷，才能得到檢索節(jié)點(diǎn)，這對(duì)檢索速度造成了影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于二維鄰域檢索的三維場(chǎng)景中海量模型實(shí)時(shí)調(diào)度方法，以解決基于傳統(tǒng)四叉樹(shù)模型進(jìn)行模型檢索調(diào)度時(shí)效率低下的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，基于二維鄰域檢索的三維場(chǎng)景中海量模型實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其特征在于，至少包括如下步驟：

步驟1，獲取該三維場(chǎng)景范圍，若不是正方形，則取該范圍的最小外接正方形，創(chuàng)建大小與該正方形范圍相等的空白二維矢量點(diǎn)圖層；

步驟2，從該三維場(chǎng)景的模型數(shù)據(jù)庫(kù)中遍歷場(chǎng)景中每個(gè)模型，獲取每個(gè)模型中心投影的經(jīng)緯度，根據(jù)獲取的經(jīng)緯度在步驟1創(chuàng)建的圖層上添加對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，所有模型添加完成后，得到該場(chǎng)景的模型點(diǎn)圖層；

步驟3，對(duì)模型點(diǎn)圖層建立主鄰居四叉樹(shù)；

步驟4，對(duì)構(gòu)建好的主鄰居四叉樹(shù)進(jìn)行先序遍歷，創(chuàng)建緩存區(qū)，將當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)應(yīng)顯示的節(jié)點(diǎn)模型存入緩存區(qū)，并在場(chǎng)景中加載這些節(jié)點(diǎn)，繪制當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)的模型；

步驟5，更新緩存區(qū)，漫游時(shí)根據(jù)場(chǎng)景可視范圍的實(shí)時(shí)變化方向，獲取在這些方向上場(chǎng)景可視范圍內(nèi)的邊緣節(jié)點(diǎn)，使用基于主鄰居四叉樹(shù)的二維鄰域檢索方法對(duì)這些邊緣節(jié)點(diǎn)在這些方向上的相鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢索，根據(jù)場(chǎng)景可視范圍在各個(gè)方向上的變化速度，確定需要檢索節(jié)點(diǎn)的范圍大小，將檢索到的節(jié)點(diǎn)存入緩存區(qū)域，更新緩存區(qū)域，直接對(duì)緩存區(qū)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遍歷，確定需要加載和卸載的節(jié)點(diǎn)；

步驟6，根據(jù)查詢(xún)條件進(jìn)行快速查詢(xún)；如果要對(duì)場(chǎng)景中任一模型的某一方向上的模型進(jìn)行更新，則需要先檢索到該模型所在節(jié)點(diǎn)；給定某一模型，選擇查詢(xún)方向，以及在方向上的具體位序，即可快速檢索到相應(yīng)節(jié)點(diǎn)，再根據(jù)查詢(xún)到的位置在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索對(duì)應(yīng)模型，進(jìn)行更新。

所述步驟3，包括如下步驟：

步驟31,定義主鄰居四叉樹(shù)節(jié)點(diǎn)模型，在構(gòu)建主鄰居四叉樹(shù)時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)中應(yīng)至少包括以下信息：

(1)位置編碼；

(2)節(jié)點(diǎn)尺寸；

(3)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型：三種類(lèi)型，分別是：WHITE，BLACK，GRAY，其中，WHITE代表該區(qū)域沒(méi)有模型，BLACK代表該區(qū)域有且只有1個(gè)模型，GRAY代表該區(qū)域有且大于1個(gè)模型，這里的一個(gè)模型并非指的是單個(gè)物體的模型，可以代指某一小片區(qū)域的整體建模；

(4)父節(jié)點(diǎn)；

(5)孩子節(jié)點(diǎn)；

(6)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在四個(gè)方向上的主鄰居；

(7)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的經(jīng)緯度范圍；

步驟32，取圖層A₁作為根節(jié)點(diǎn)；

步驟33，判斷要?jiǎng)澐值墓?jié)點(diǎn)類(lèi)型是否為GRAY，若是，則執(zhí)行步驟34，若否，則執(zhí)行步驟38；

步驟34，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行劃分，得到四個(gè)子節(jié)點(diǎn)；

步驟35，更新新的子節(jié)點(diǎn)主鄰居，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)首先繼承其父節(jié)點(diǎn)的外部鄰居，接著更新其內(nèi)部鄰居。

步驟36，相應(yīng)更新所有原有節(jié)點(diǎn)的主鄰居，在對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分解后，需要將該變化通知該節(jié)點(diǎn)四個(gè)方向上所有的鄰居，這樣它們才可以相應(yīng)地更新其主鄰居；

步驟37，判斷當(dāng)前所有的節(jié)點(diǎn)中是否已經(jīng)不存在GRAY類(lèi)型節(jié)點(diǎn)，若是，完成構(gòu)建；若否，執(zhí)行步驟38；

步驟38，按“Z”字形順序取下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

所述步驟4，包括如下步驟：

步驟41，獲取場(chǎng)景的可視范圍，即經(jīng)緯度范圍；

步驟42，對(duì)步驟3創(chuàng)建的主鄰居四叉樹(shù)進(jìn)行先序遍歷；

步驟43，獲取當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的區(qū)域范圍；

步驟44，獲取當(dāng)前三維場(chǎng)景的可視范圍；

步驟45，判斷當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的范圍是否完全不在當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)，若是，轉(zhuǎn)步驟49，若否，轉(zhuǎn)步驟46；

步驟46，判斷當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的范圍是否完全在當(dāng)前場(chǎng)景的可視范圍內(nèi)，若是，轉(zhuǎn)步驟48，若否，轉(zhuǎn)步驟47；

步驟47，判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否已達(dá)到主鄰居四叉樹(shù)的最大深度，若是，轉(zhuǎn)步驟48，若否，轉(zhuǎn)步驟42；

步驟48，在場(chǎng)景中加載該節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的模型，轉(zhuǎn)步驟410；

步驟49，創(chuàng)建緩存區(qū)，將該節(jié)點(diǎn)加入緩存區(qū)；

步驟410，判斷是否已遍歷完主鄰居四叉樹(shù)所有節(jié)點(diǎn)，若是，則結(jié)束遍歷，若否，則轉(zhuǎn)步驟42。

所述步驟5，包括如下步驟：

步驟51，獲取當(dāng)前的場(chǎng)景可視范圍變化方向；

步驟52，獲取場(chǎng)景可視范圍內(nèi)在可視范圍變化方向上的邊緣節(jié)點(diǎn)；

步驟53，根據(jù)可視范圍變化方向，使用主鄰居檢索方法對(duì)邊緣節(jié)點(diǎn)遍歷，對(duì)其在可視范圍變化方向上的相鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢索，檢索的節(jié)點(diǎn)范圍由可視范圍在其變化方向上的變化速度確定；

步驟54，將步驟53中檢索到的子塊存入緩存區(qū)域；

步驟55，對(duì)緩存區(qū)內(nèi)的子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遍歷；

步驟56，獲取當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的范圍；

步驟57，獲取當(dāng)前三維場(chǎng)景的可視范圍；

步驟58，判斷當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的范圍是否完全不在當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)，若是，轉(zhuǎn)步驟55，若否，轉(zhuǎn)步驟59；

步驟59，在場(chǎng)景中加載該節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的模型；

步驟510，判斷緩存區(qū)遍歷是否結(jié)束，若是，轉(zhuǎn)步驟511，若否，轉(zhuǎn)步驟55；

步驟511，判斷視場(chǎng)是否有改變，若是，轉(zhuǎn)步驟51，若否，結(jié)束。

在創(chuàng)建和更新緩存區(qū)時(shí)，應(yīng)設(shè)定幾個(gè)閾值，通過(guò)判斷場(chǎng)景可視范圍內(nèi)應(yīng)顯示的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)所屬的范圍，或根據(jù)視點(diǎn)距離場(chǎng)景中模型的距離，決定從模型數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用模型的精細(xì)程度，屬于三維場(chǎng)景模型調(diào)度中層次化細(xì)節(jié)相關(guān)技術(shù)，不進(jìn)行詳細(xì)描述。

本發(fā)明提出的基于二維鄰域檢索的三維場(chǎng)景中海量模型實(shí)時(shí)調(diào)度方法將三維場(chǎng)景中的模型用點(diǎn)來(lái)表示，得到對(duì)應(yīng)的二維模型點(diǎn)圖層，通過(guò)對(duì)該圖層構(gòu)建主鄰居四叉樹(shù)，結(jié)合二維鄰域檢索算法，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)相鄰節(jié)點(diǎn)的索引，大大降低了緩存創(chuàng)建時(shí)間，從而提高三維場(chǎng)景中模型的檢索速度，保證了三維場(chǎng)景漫游的流暢性。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于首先根據(jù)三維場(chǎng)景的經(jīng)緯度范圍創(chuàng)建一個(gè)空白的二維矢量點(diǎn)圖層，將場(chǎng)景中的每個(gè)模型用一個(gè)二維點(diǎn)來(lái)表示，點(diǎn)的坐標(biāo)是模型中心點(diǎn)投影的經(jīng)緯度坐標(biāo)，將三維場(chǎng)景中所有模型對(duì)應(yīng)的點(diǎn)一一繪制在該矢量點(diǎn)圖層上，得到二維模型圖層，再對(duì)該模型圖層創(chuàng)建主鄰居四叉樹(shù)，在漫游時(shí)，使用基于主鄰居四叉樹(shù)的二維鄰域檢索算法可以快速更新緩存區(qū)的數(shù)據(jù)，并且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景中模型快速檢索。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1本發(fā)明實(shí)施例流程圖；

圖2本發(fā)明實(shí)施例主鄰居四叉樹(shù)編碼方式說(shuō)明圖；

圖3主鄰居四叉樹(shù)節(jié)點(diǎn)的四個(gè)主鄰居說(shuō)明圖；

圖4(A)新子節(jié)點(diǎn)NW的主鄰居更新說(shuō)明圖；

圖4(B)確定孩子節(jié)點(diǎn)[21]在N方向上的主鄰居說(shuō)明圖；

圖5構(gòu)建主鄰居四叉樹(shù)流程圖；

圖6采用主鄰居四叉樹(shù)先序遍歷確定顯示節(jié)點(diǎn)流程圖；

圖7緩存區(qū)構(gòu)建遍歷更新流程圖；

圖8(A)三維場(chǎng)景模型圖層建立的主鄰居四叉樹(shù)示意圖；

圖8(B)三維場(chǎng)景可視范圍顯示示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

基于二維鄰域檢索的三維場(chǎng)景中海量模型實(shí)時(shí)調(diào)度方法，其特征在于，至少包括如下步驟：

步驟1，獲取該三維場(chǎng)景范圍，若不是正方形，則取該范圍的最小外接正方形，創(chuàng)建大小與該正方形范圍相等的空白二維矢量點(diǎn)圖層；

步驟2，從該三維場(chǎng)景的模型數(shù)據(jù)庫(kù)中遍歷場(chǎng)景中每個(gè)模型，獲取每個(gè)模型中心投影的經(jīng)緯度，根據(jù)獲取的經(jīng)緯度在步驟1創(chuàng)建的圖層上添加對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，所有模型添加完成后，得到該場(chǎng)景的模型點(diǎn)圖層；

步驟3，對(duì)模型點(diǎn)圖層建立主鄰居四叉樹(shù)；

步驟4，對(duì)構(gòu)建好的主鄰居四叉樹(shù)進(jìn)行先序遍歷，創(chuàng)建緩存區(qū)，將當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)應(yīng)顯示的節(jié)點(diǎn)模型存入緩存區(qū)，并在場(chǎng)景中加載這些節(jié)點(diǎn)，繪制當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)的模型；

步驟5，更新緩存區(qū)，漫游時(shí)根據(jù)場(chǎng)景可視范圍的實(shí)時(shí)變化方向，獲取在這些方向上場(chǎng)景可視范圍內(nèi)的邊緣節(jié)點(diǎn)，使用基于主鄰居四叉樹(shù)的二維鄰域檢索方法對(duì)這些邊緣節(jié)點(diǎn)在這些方向上的相鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢索，根據(jù)場(chǎng)景可視范圍在各個(gè)方向上的變化速度，確定需要檢索節(jié)點(diǎn)的范圍大小，將檢索到的節(jié)點(diǎn)存入緩存區(qū)域，更新緩存區(qū)域，直接對(duì)緩存區(qū)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遍歷，確定需要加載和卸載的節(jié)點(diǎn)；

步驟6，根據(jù)查詢(xún)條件進(jìn)行快速查詢(xún)；如果要對(duì)場(chǎng)景中任一模型的某一方向上的模型進(jìn)行更新，則需要先檢索到該模型所在節(jié)點(diǎn)；給定某一模型，選擇查詢(xún)方向，以及在方向上的具體位序，即可快速檢索到相應(yīng)節(jié)點(diǎn)，再根據(jù)查詢(xún)到的位置在數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索對(duì)應(yīng)模型，進(jìn)行更新。

實(shí)施例2

如圖1所示，基于二維鄰域檢索的三維場(chǎng)景中海量模型實(shí)時(shí)調(diào)度方法包括如下步驟：

步驟1，獲取該三維場(chǎng)景范圍，若不是正方形，則取該范圍的最小外接正方形，邊長(zhǎng)為d(單位：按經(jīng)緯度單位度)，創(chuàng)建一個(gè)邊長(zhǎng)為d的空白二維矢量點(diǎn)圖層A₀；

步驟2，從該三維場(chǎng)景的模型數(shù)據(jù)庫(kù)中遍歷場(chǎng)景中每個(gè)模型，獲取每個(gè)模型中心投影的經(jīng)緯度，根據(jù)獲取的經(jīng)緯度在圖層A₀上添加對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，所有模型添加完成后，得到該場(chǎng)景的模型點(diǎn)圖層A₁；

步驟3，對(duì)圖層A₁建立主鄰居四叉樹(shù)；

步驟4，對(duì)構(gòu)建好的主鄰居四叉樹(shù)進(jìn)行先序遍歷，創(chuàng)建緩存區(qū)，將當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)應(yīng)顯示的節(jié)點(diǎn)模型存入緩存區(qū)，并在場(chǎng)景中加載這些節(jié)點(diǎn)，繪制當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)的模型；

步驟5，更新緩存區(qū)，漫游時(shí)根據(jù)場(chǎng)景可視范圍的實(shí)時(shí)變化方向，獲取在這些方向上場(chǎng)景可視范圍內(nèi)的邊緣節(jié)點(diǎn)，使用基于主鄰居四叉樹(shù)的二維鄰域檢索方法對(duì)這些邊緣節(jié)點(diǎn)在這些方向上的相鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢索，根據(jù)場(chǎng)景可視范圍在各個(gè)方向上的變化速度確定需要檢索節(jié)點(diǎn)的范圍大小，將檢索到的節(jié)點(diǎn)存入緩存區(qū)域，隨著可視區(qū)域的變化，不斷更新緩存區(qū)域，直接對(duì)緩存區(qū)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遍歷，確定需要加載和卸載的節(jié)點(diǎn)；

步驟6，根據(jù)查詢(xún)條件進(jìn)行快速查詢(xún)。如果要對(duì)某一模型的某一方向上的模型進(jìn)行更新，則需要先檢索到該模型所在節(jié)點(diǎn)。給定某一模型，選擇查詢(xún)方向，以及在方向上的具體位序，即可快速檢索到相應(yīng)模型，再根據(jù)查詢(xún)到的位置在數(shù)據(jù)庫(kù)中找到對(duì)應(yīng)模型，進(jìn)行更新。

如圖5所示，步驟3包括如下步驟：

步驟31,定義主鄰居四叉樹(shù)節(jié)點(diǎn)模型，在構(gòu)建主鄰居四叉樹(shù)時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)至少包括以下信息：

(1)位置編碼：用一串四進(jìn)制數(shù)表示，根節(jié)點(diǎn)不進(jìn)行編碼，如圖2所示，將根節(jié)點(diǎn)分為四等分，則四個(gè)節(jié)點(diǎn)的編碼按“Z”字形順序依次為0，1，2，3，四個(gè)節(jié)點(diǎn)可以依次表示為[0]，[1]，[2]，[3]；繼續(xù)對(duì)子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行四等分，子節(jié)點(diǎn)的四個(gè)子節(jié)點(diǎn)仍然按“Z”字形順序編號(hào)為0，1，2，3，但其編碼應(yīng)為父節(jié)點(diǎn)編碼加上該節(jié)點(diǎn)在兄弟節(jié)點(diǎn)中的編號(hào)，如圖2中對(duì)[0]劃分后，[0]的四個(gè)子節(jié)點(diǎn)編碼分別00，01，02，03，[0]的四個(gè)子節(jié)點(diǎn)分別表示為[00]，[01]，[02]，[03]，依次類(lèi)推，所有的節(jié)點(diǎn)可以表示為[節(jié)點(diǎn)編碼]；

(2)節(jié)點(diǎn)尺寸：代表區(qū)域的邊長(zhǎng)(度)；

(3)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型：三種類(lèi)型，分別是：WHITE，BLACK，GRAY(WHITE代表該區(qū)域沒(méi)有模型，BLACK代表該區(qū)域有且只有1個(gè)模型，GRAY代表該區(qū)域有且大于1個(gè)模型，這里的一個(gè)模型并非指的是單個(gè)物體的模型，可以代指某一小片區(qū)域的整體建模)；

(4)父節(jié)點(diǎn)：當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的直接父節(jié)點(diǎn)；

(5)孩子節(jié)點(diǎn)：當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的四個(gè)孩子節(jié)點(diǎn)；

(6)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在四個(gè)方向上的主鄰居：如圖3所示，在創(chuàng)建主鄰居四叉樹(shù)時(shí)，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)定義西，北，東，南四個(gè)方向的主鄰居指針，分別用符號(hào)CN₀，CN₁，CN₂，CN₃表示，這四個(gè)指針?lè)謩e指向節(jié)點(diǎn)西，北，東，南四個(gè)方向上的主鄰居，主鄰居是指：若節(jié)點(diǎn)在某個(gè)方向上只有一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)，則該相鄰節(jié)點(diǎn)即為該節(jié)點(diǎn)在該方向上的主鄰居；若節(jié)點(diǎn)在某個(gè)方向上相鄰節(jié)點(diǎn)大于一個(gè)，則該節(jié)點(diǎn)的主鄰居指節(jié)點(diǎn)在某方向上的第一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)。第一個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)規(guī)定如下：節(jié)點(diǎn)在西邊的主鄰居是節(jié)點(diǎn)在西邊的相鄰塊中最北邊的節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)在北邊的主鄰居是節(jié)點(diǎn)在北邊的相鄰節(jié)點(diǎn)中最西邊的節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)在東邊的主鄰居是節(jié)點(diǎn)在東邊相鄰節(jié)點(diǎn)中最南邊的節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)在南邊的主鄰居是節(jié)點(diǎn)在南邊的相鄰節(jié)點(diǎn)中最東邊的節(jié)點(diǎn)；

(7)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的范圍：經(jīng)度最小值(該節(jié)點(diǎn)區(qū)域的經(jīng)度最小值)，經(jīng)度最大值(該節(jié)點(diǎn)區(qū)域的經(jīng)度最大值)，緯度最小值(該節(jié)點(diǎn)區(qū)域的緯度最小值)，緯度最大值(該節(jié)點(diǎn)區(qū)域的緯度最大值)；

步驟32，取圖層A₁作為根節(jié)點(diǎn)；

步驟33，判斷要?jiǎng)澐值墓?jié)點(diǎn)類(lèi)型是否為GRAY，若是，則轉(zhuǎn)步驟34，若否，則轉(zhuǎn)步驟38；

步驟34，對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行劃分，得到四個(gè)子節(jié)點(diǎn)；

步驟35，更新新的子節(jié)點(diǎn)主鄰居，每個(gè)子節(jié)點(diǎn)首先繼承其父節(jié)點(diǎn)的外部鄰居，接著更新其內(nèi)部鄰居。舉例來(lái)說(shuō)，如圖4(A)所示，對(duì)于節(jié)點(diǎn)NW的更新為：CN₀＝父節(jié)點(diǎn)的CN₀，CN₁＝父節(jié)點(diǎn)的CN₁，CN₂＝節(jié)點(diǎn)NE，CN₃＝節(jié)點(diǎn)SW。具體更新方法為(下文中將西，北，東，南分別用W，N，E，S來(lái)表示)：

(1)有些孩子節(jié)點(diǎn)可以繼承其父節(jié)點(diǎn)的主鄰居，如圖4(A)所示，父節(jié)點(diǎn)W方向和N方向上的主鄰居對(duì)于NW節(jié)點(diǎn)依然有效，同理父節(jié)點(diǎn)E方向和S方向的對(duì)SW節(jié)點(diǎn)依然有效；

(2)有些孩子節(jié)點(diǎn)需要?jiǎng)t需要進(jìn)行更新來(lái)反映有效的主鄰居，如節(jié)點(diǎn)NE和節(jié)點(diǎn)SW，對(duì)于節(jié)點(diǎn)NE和節(jié)點(diǎn)SW又分為兩種情況：父節(jié)點(diǎn)的主鄰居尺寸比父節(jié)點(diǎn)的尺寸大或者相等；父節(jié)點(diǎn)的主鄰居尺寸比父節(jié)點(diǎn)的尺寸小。在第一種情況下，不需要進(jìn)行更新，孩子節(jié)點(diǎn)的主鄰居可以直接繼承父節(jié)點(diǎn)的主鄰居，而在第二種情況下，孩子節(jié)點(diǎn)的主鄰居需要被更新。如圖4(B)，表示了[21]是如何確定其在N方向上的主鄰居，[21]首先繼承其父節(jié)點(diǎn)在N方向上的主鄰居[022]，但是正確的主鄰居是[03]。所以[21]的CN₁需要被更新。通過(guò)從W到E方向?qū)21]在N方向上的鄰居進(jìn)行水平遍歷，直到第一次到達(dá)一個(gè)[21]的直接鄰居，即[03]。其中在從W方向到E方向的遍歷步驟中，終止檢索的標(biāo)準(zhǔn)是：當(dāng)所有遍歷過(guò)的鄰居節(jié)點(diǎn)的尺寸之和比該節(jié)點(diǎn)的尺寸大，停止遍歷。其它類(lèi)似情況下處理方法相同。

步驟36，相應(yīng)更新所有原有節(jié)點(diǎn)的主鄰居，在對(duì)一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分解后，需要將該變化通知該節(jié)點(diǎn)四個(gè)方向上所有的鄰居，這樣它們才可以相應(yīng)地更新其主鄰居。

步驟37，判斷當(dāng)前所有的節(jié)點(diǎn)中是否已經(jīng)不存在GRAY類(lèi)型節(jié)點(diǎn)，若是，完成構(gòu)建；若否，執(zhí)行步驟38；

步驟38，按“Z”字形順序取下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

如圖6所示，所述步驟4，包括如下步驟：

步驟41，獲取場(chǎng)景的可視范圍，即經(jīng)緯度范圍；

步驟42，對(duì)步驟3創(chuàng)建的主鄰居四叉樹(shù)進(jìn)行先序遍歷；

步驟43，獲取當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的區(qū)域范圍；

步驟44，獲取當(dāng)前三維場(chǎng)景的可視范圍；

步驟45，判斷當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的范圍是否完全不在當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)，若是，轉(zhuǎn)步驟49，若否，轉(zhuǎn)步驟46；

步驟46，判斷當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的范圍是否完全在當(dāng)前場(chǎng)景的可視范圍內(nèi)，若是，轉(zhuǎn)步驟48，若否，轉(zhuǎn)步驟47；

步驟47，判斷當(dāng)前節(jié)點(diǎn)是否已達(dá)到主鄰居四叉樹(shù)的最大深度，若是，轉(zhuǎn)步驟48，若否，轉(zhuǎn)步驟42；

步驟48，在場(chǎng)景中加載該節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的模型，轉(zhuǎn)步驟410；

步驟49，創(chuàng)建緩存區(qū)，將該節(jié)點(diǎn)加入緩存區(qū)；

步驟410，判斷是否已遍歷完主鄰居四叉樹(shù)所有節(jié)點(diǎn)，若是，則結(jié)束遍歷，若否，則轉(zhuǎn)步驟42；

如圖7所示，所述步驟5，包括如下步驟：

步驟51，獲取當(dāng)前的場(chǎng)景可視范圍變化方向；

步驟52，獲取場(chǎng)景可視范圍內(nèi)在可視范圍變化方向上的邊緣節(jié)點(diǎn)B₁，B₂，B₃，…，B_n；

步驟53，根據(jù)可視范圍變化方向，使用主鄰居檢索方法對(duì)節(jié)點(diǎn)B₁，B₂，B₃，…，B_n遍歷，對(duì)其在可視范圍變化方向上的相鄰節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢索，檢索的節(jié)點(diǎn)范圍由可視范圍在其變化方向上的變化速度確定，例如，檢索B_i，i∈{1,2,3,…,n}在N方向上的所有直接鄰居，為了查找B_i在N方向的鄰居，首先可以得到B_i的CN₁，以CN₁為起始點(diǎn)，利用幾個(gè)函數(shù)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的遍歷就可以得到N方向上所有的鄰居。

B_i在N方向上任意一個(gè)鄰居(記為X)可以通過(guò)以下的主鄰居檢索算法檢索到：

令如果(Size(X)<Size(B_i))，當(dāng)則令

其中，Size(X)返回節(jié)點(diǎn)X的邊長(zhǎng)，j為0，1，2，3時(shí)，分別返回節(jié)點(diǎn)X的CN₀，CN₁，CN₂，CN₃；

如果節(jié)點(diǎn)在N方向上的鄰居尺寸等于或大于該節(jié)點(diǎn)的尺寸，則一步完成檢索，否則，則會(huì)從W方向開(kāi)始按順序依次檢索。

在所有其他方向上，鄰域檢索也是相同的原則。對(duì)W方向上的主鄰居，應(yīng)從N方向至S方向逐次檢索；對(duì)E方向上的主鄰居，應(yīng)從S方向至N方向逐次檢索；對(duì)S方向上的主鄰居，應(yīng)從E方向至W方向逐次檢索，即可得到模型的某一方向上某一具體序位的子塊。

步驟54，將步驟53中檢索到的子塊存入緩存區(qū)域；

步驟55，對(duì)緩存區(qū)內(nèi)的子塊進(jìn)行遍歷；

步驟56，獲取當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的范圍；

步驟57，獲取當(dāng)前三維場(chǎng)景的可視范圍；

步驟58，判斷當(dāng)前遍歷節(jié)點(diǎn)的范圍是否完全不在當(dāng)前場(chǎng)景可視范圍內(nèi)，若是，轉(zhuǎn)步驟55，若否，轉(zhuǎn)步驟59；

步驟59，在場(chǎng)景中加載該節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的模型；

步驟510，判斷緩存區(qū)遍歷是否結(jié)束，若是，轉(zhuǎn)步驟511，若否，轉(zhuǎn)步驟55；

步驟511，判斷視場(chǎng)是否有改變，若是，轉(zhuǎn)步驟51，若否，結(jié)束。如圖8(A)中所示為三維場(chǎng)景中模型圖層構(gòu)建的主鄰居四叉樹(shù)示意圖，其中點(diǎn)陰影部分801表示當(dāng)可視范圍的向東變化時(shí)的應(yīng)更新的緩存節(jié)點(diǎn)，斜劃線(xiàn)陰影部分803表示當(dāng)前加載到場(chǎng)景中的節(jié)點(diǎn)，矩形粗線(xiàn)框802表示當(dāng)前場(chǎng)景的可視范圍(矩形線(xiàn)框長(zhǎng)寬分別由經(jīng)度范圍和緯度范圍確定)，點(diǎn)804代表模型圖層中的模型點(diǎn)；圖8(B)中所示為對(duì)應(yīng)圖8(A)中矩形粗線(xiàn)框802中的三維場(chǎng)景，矩形粗線(xiàn)框802中的模型點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)三維場(chǎng)景中的房子模型805，樹(shù)模型806，飛機(jī)模型807，點(diǎn)畫(huà)線(xiàn)808示意了三維場(chǎng)景中加載的各個(gè)節(jié)點(diǎn)范圍。