[发明专利]一种适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法

权利要求书

1.一种适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)获取一初始的三维实景数据，根据该三维实景数据的俯视平面位置信息，通过二维网格切分算法，将该三维实景数据的俯视平面切分成规则的矩形形状的区块；

(2)利用基于深度检测的纹理正投影算法，计算出每个区块的三维实景数据对应的真正射影像；利用三角网简化算法，针对每个区块的三维实景数据，计算出其对应的不同层级的三维实景数据，在化简过程中，三维实景数据的顶点的纹理坐标不发生变化，三维实景数据的顶点具有空间位置坐标和纹理坐标；

(3)以每个区块的三维实景数据对应的真正射影像为约束，通过纹理更新算法，对每个区块的不同层级的三维实景数据的纹理图像进行优化；通过层级重构算法，计算出所有三维实景数据的拓扑关系以构建三维实景数据的金字塔；

所述步骤(1)中通过二维网格切分算法，将三维实景数据的俯视平面切分成规则的矩形形状的区块，包括以下步骤：

(a)获取三维实景数据的俯视平面范围的X方向范围[X_min,X_max]，Y方向范围[Y_min,Y_max]，以及中心点坐标(X_mid,Y_mid)，其中

(b)计算三维实景数据的每个三角面的行列号(R,C)，假设三角面的中心点坐标为(X,Y)，网格的尺寸为s，则行列号R、C的计算公式如下：

将行列号R、C相同的三角面合并构成区块，利用纹理合并算法对三角面对应的纹理图像进行合并。

2.根据权利要求1所述的一种适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法，其特征在于：所述步骤(3)之后还包括步骤(4)：对所有三维实景数据的顶点数据和拓扑信息进行压缩。

3.根据权利要求2所述的一种适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法，其特征在于：所述步骤(4)中还对所有三维实景数据的纹理图像进行压缩。

4.根据权利要求1所述的一种适用于海量三维实景数据快速可视化的层级构建方法，其特征在于：所述步骤(2)中利用基于深度检测的纹理正投影算法，计算出每个区块的三维实景数据对应的真正射影像，包括以下步骤：

(a)针对每个区块的三维实景数据，获取其平面范围的X方向范围为[X'_min,X'_max]、Y方向范围为[Y'_min,Y'_max]、以及纹理图像的宽w和高h；

(b)假设每个区块的三维实景数据的每个顶点坐标为(x,y,z,u,v)，其中x、y、z为空间位置坐标，u、v为纹理坐标，而三维实景数据的每条边e是由两个顶点构成的，令边e的顶点为V_a和V_b，其中V_a＝(x_a,y_a,z_a,u_a,v_a)，V_b＝(x_b,y_b,z_b,u_b,v_b)，则边e的分辨率r_e的计算公式如下：

根据上述公式，计算出每个区块的三维实景数据的所有边e的分辨率r_e，并分别求取每个区块的所有边e的分辨率r_e的中值，作为每个区块的三维实景数据的纹理分辨率r；

(c)创建长宽分别为ow和oh的opengl窗口，将opengl窗口设置为隐藏状态，开启深度检测，其中

将opengl窗口设置为正投影，投影范围的左下角点为(X'_min,Y'_min)，右上角点为(X'_max,Y'_max)，根据空间位置坐标和纹理坐标信息，将相应区块的三维实景数据渲染到opengl窗口中，opengl渲染引擎会自动根据空间位置坐标的z值进行深度检测，并保存z值最大的光栅化的像素值，并读取opengl窗口的颜色缓存，该像素值和颜色缓存数据即为此区块的三维实景数据对应的真正射影像数据。