[发明专利]三维激光海量点云稳定显示渲染方法及系统

说明书

本发明提出了一种三维激光海量点云稳定显示渲染方法，涉及三维激光技术领域，包括：利用八叉树算法原理将点云数据拆分为多个点云层块并存储于对应的层块文件中；判断将符合渲染条件的点云层块记录到渲染层块集合中；计算渲染层块集合中每个点云层块允许渲染的点个数；根据渲染层块集合中每个点云层块允许渲染的点个数，加载对应的层块文件进行渲染。本方案采用分块技术对每一份点云数据进行拆分处理，将点云数据分成若干个数据量较小的层块文件；在渲染过程中可以动态地加载需要处理的若干个数据量较小的点云文件，维持内存和显存使用的相对稳定状态，有效得解决计算机卡顿、内存耗尽、GPU显存不足甚至系统奔溃的问题。

技术领域

本发明涉及三维激光技术领域，特别是涉及一种三维激光海量点云稳定显示渲染方法及系统。

背景技术

现在三维激光扫描仪越来越普及，应用的场景越来越广泛，如在测绘行业中，利用扫描仪输出的点云数据，对建筑物进行三维重建，得到此建筑物的三维点云数据，而三维激光扫描仪在对建筑物进行扫描需要进行多站的布局扫描，这样得到多份的点云数据，再对这些点云数据进行拼接等操作，从而得到此建筑物的三维点云数据。但是由于扫描仪的精度等原因，一个站扫出来的点云的点数目比较多，动则点数目达到一千万以上，多个站的点云数据加起来可能有上亿个点，软件需要把多个站的点云数据加载，若不做任何的处理，以现有的普通计算机性能必将造成软件渲染时的卡顿，而且随着站数的不断加载，情况越发严重，导致无法进行点云拼接等操作，甚至出现内存不足，软件崩溃，用户体验十分不友好。

公开号为CN102693319B的中国发明专利于2012年09月26日公开了一种基于金字塔的海量激光雷达点云存储方法，通过建立一种渐进加密金字塔式的数据存储方式，在金字塔的各层通过抽稀存储不同密度的瓦片式点云对海量点云数据进行空间索引。基于金字塔的点云数据管理方式可以实现对海量点云高效有序的存储，实际数据加工操作可根据需求自适应加载或修改相应的数据瓦片，从而大幅降低制作过程中所消耗的计算资源。该方法虽然能够直接提高基于激光雷达点云的空间数字产品制作效率，但但随着多个站的点云不断添加，其渲染的点个数也随之增加，并不能有效解决渲染卡顿，内存不足的情况。

发明内容

本发明为了解决以上至少一种技术缺陷，提供一种三维激光海量点云稳定显示渲染方法及系统，旨在提高计算机渲染三维激光海量点云数据的能力，避免出现因数据量过载而导致内存耗尽的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

三维激光海量点云稳定显示渲染方法，包括以下步骤：

S1：读取一份点云数据，利用八叉树算法原理将其拆分为多个点云层块并存储于对应的层块文件中；

S2：读取一个层块文件；

S3：判断层块文件中的点云层块是否处于当前可见三维投影视景体之外，若是，则重新读取另一个层块文件，重复执行步骤S3；否则，将对应的点云层块记录到渲染层块集合中，读取另一个层块文件，重复执行步骤S3，直至所有点云层块判断完成；

S4：获取渲染层块集合所有点云个数总和以及渲染层块集合中每个层块的点云个数，计算出渲染层块集合中每个层块所占的比例系数；

S5：设定点云显示点总个数，根据比例系数计算渲染层块集合中每个点云层块允许渲染的点个数；

S6：根据渲染层块集合中每个点云层块允许渲染的点个数，加载对应的层块文件进行渲染，直至所有点云层块渲染完成。