[发明专利]一种三维场景的裁剪方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维场景的裁剪方法。

背景技术

随着数字城市三维地理空间基础框架建设的推进，我国许多城市已逐步建成了覆盖中心城区的数字城市三维地图(场景)模型数据，并在城区规划、文物保护等方面获得了广泛的应用。而在许多三维地图的实际应用中，用户仅关心与其自身业务相关的局部场景，此时便需要对三维地图进行裁剪，以便只保留与相关业务有关的场景，裁掉无关的场景，避免产生不必要的三维数据冗余。

目前，在地质学和医学上存在一些处理三维模型裁剪的方法，但仅针对单个三维模型剖面的裁剪。而三维地图中的场景通常是由多个复杂的三维地理模型组成，这些针对单个三维模型剖面进行裁剪的方法难以胜任对于复杂三维模型的裁剪。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种三维场景的裁剪方法，以实现对于复杂三维模型的裁剪。

本发明提供的一种三维场景的裁剪方法，包括以下步骤：

A、在三维场景中选择兴趣图层；

B、对所述兴趣图层进行粗裁剪后，细裁剪所述兴趣图层；

C、对裁剪出的兴趣图层进行重构。

由上可以看出，本发明方法能够实现复杂三维模型的裁剪。

在上述方法中，在所述步骤A之前还包括以下步骤：

对所述三维场景进行裁剪预处理，包括：将现实世界中具有共同属性的地物归属为一个图层，将同一图层内位置相邻的多个模型划分为数据区、数据块；以数据区、数据块的范围框作为模型的空间索引。

在上述方法中，为模型建立所述空间索引的步骤如下：

a、将该图层中的所有模型加入到一个数据区中，计算此数据区的范围框；

b、设置该图层中数据区划分粒度的阙值；其中，所述数据区划分粒度的阙值为数据区中模型的个数或数据区中模型占用内存的大小；

c、判断该数据区是否满足所述阙值：若满足，则以此数据区的范围框作为模型的空间索引；否则，从此数据区中心位置起将此数据区按照四叉树数据结构划分为四个区后进入下一步；

d、计算划分出的每个区的范围框，并重复步骤c，直到这一图层中的剩余的模型个数或模型占用内存的大小低于数据区划分粒度的阙值，此时将剩余的所有模型加入到一个数据块中，计算此数据块的范围框；

e、设置该图层中数据块划分粒度的阙值；其中，所述数据块划分粒度的阙值为数据块中模型的个数或模型占用内存的大小；

f、判断该数据块是否满足所述阙值：若满足，则以此数据块的范围框作为模型的空间索引；否则，从此数据块中心位置起将此数据区按照四叉树数据结构划分为四个块后进入下一步；

g、计算划分出的每个块的范围框，并重复步骤f，直到这一图层中的剩余模型个数或剩余模型占用内存的大小等于或低于数据块划分粒度的阙值。

由上可以看出，通过上述的预处理对三维场景海量数据的管理和调度，利于使用者提取出需要的数据层，过滤掉不需要的数据层。

在上述方法中，步骤B所述粗裁剪包括：

直接排除位于所述兴趣图层的裁剪域以外的数据区、数据块和/或模型，同时将位于所述兴趣图层的裁剪域以内的数据区、数据块和/或模型作为全部/部分裁剪结果直接返回。

由上可以看出，对于所述兴趣图层的粗裁剪不但可以有效节约内存，还可以提高大范围三维场景的裁减速度。

在上述方法中，步骤B所述细裁剪包括：

对模型顶面三角面片、模型立面三角面片的三维裁剪；其中，

对于模型顶面三角面片的三维裁剪包括以下步骤：

i、利用多边形裁剪算法，求出模型顶面三角面片与兴趣图层裁剪域的相交多边形；

ii、利用线性内插算法，求出相交多边形上各顶点的纹理坐标值；

iii、利用平面多边形的三角剖分算法，求出相交多边形的剖分三角面片集；

对于模型立面三角面片的三维裁剪包括以下步骤：

I、判断模型立面三角面片的某一边与兴趣图层裁剪域的位置关系：如果模型立面三角面片的某一边在兴趣图层裁剪域内，则将该立面三角面片放入裁剪立面三角面片集中；如果模型立面三角面片的某一边与兴趣图层裁剪域相交，则进行下一步；否则，对下一个模型立面三角面片进行上述判断；