[发明专利]一种船舶海区三维模型的创建方法

说明书

本发明公开了一种船舶海区三维模型的创建方法，包括如下步骤：(1)获取三维地形的原始数据；(2)数字高程模型的投影变换方法；(3)地形DEM模型的简化方法；(4)光照模型建立方法；(5)纹理映射方法。本发明的三维地形生成的相关技术包括地形数据获取、数字高程模型的投影变换方法、地形简化、光照模型、纹理映射和层次细节模型，非常清晰的建立了一个三维的船舶海区三维模型。

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，具体涉及一种船舶海区三维模型的创建方法。

背景技术

海区环境的建立中式地形数据的建立，地形作为自然界最复杂的景物之一, 对它的二维仿真,一直是计算机图形学的重要研究内容,伴随现代数学、计算机图形学、计算机科学理论和技术的发展,近年来,随着计算机图形显示设各性能的改进,真实感图形的生成算法的不断完善,使地形的三维显示技术进入了高度真实感立体绘制的发展时期。

目前，缺乏一种船舶海区三维模型的创建方法。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种船舶海区三维模型的创建方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用的技术方案的如下：本发明一种船舶海区三维模型的创建方法，包括如下步骤：

(1)获取三维地形的原始数据；

(2)数字高程模型的投影变换方法；

(3)地形DEM模型的简化方法

(4)光照模型建立方法；

(5)纹理映射方法。

进一步地，在步骤(1)中，所述的三维地形建模所使用的数据是DEM数据，它是国家基础地理信息系统数据库的重要部分，国家基础地理信息系统数据库除了DEM数据外，还有DTM数据。二者非常相近，为此先简要介绍DTM的概念，然后讲述DEM。

进一步地，在步骤(2)中，由于地球椭球体表面是曲面，而地图通常是要绘制在平面图纸上，因此制图时首先要把曲面展为平面，然而球面是个不可展的曲面，即把它直接展为平面时，不可能不发生破裂或褶皱，若用这种具有破裂或褶皱的平面绘制地图，显然是不实际的，所以必须采用特殊的方法将曲面展开，使其成为没有破裂或褶皱的平面；

DEM中任一点M在地面坐标系O_T-X_TY_TZ_T中的坐标为(X_M，Y_M，Z_M)，它在投影平面P上的像点为m，则m点在投影坐标系o-xy中的坐标(x_m，y_m)可由公式1,2计算求出：

其中，(XS，YS，ZS)是视点S在地面坐标系O_T-X_TY_TZ_T中的坐标；α是投影平面与地面坐标系的平面间的夹角；θ是地面坐标系的XT轴与投影坐标系的X 轴之间的夹角。

更进一步地，在步骤(2)中，如公式(3)所示，考虑到屏幕坐标系的特点和值域，还必须将像点m的坐标(xm，ym)进行相似变换，最后变换为屏幕坐标(xc，yc)。

进一步地，在步骤(3)中，地形DEM模型的简化包括Step1自顶向下的简化方法和Step2自底向上的简化方法。

进一步地，在步骤(3)中，

Step1自顶向下的简化方法包括：