一种全球层次细节网格三维地形图像叠置方法

摘要

本发明所设计的全球层次细节网格三维地形图像叠置方法，包括：1）构造一种满足一定要求的全球统一纹理坐标系统；2）在地形层级模型中，对每一个地形块建模时对模型顶点设置全球统一纹理坐标系统中定义的模型顶点纹理坐标；3）在地形层级模型绘制表达时，将模型顶点的全球统一纹理坐标通过公式分别换算成针对地形纹理与叠置图像的多重纹理坐标，克服了多重空间下的同步变换困难问题；4）在进行纹理采样时，通过比较的方式进行像素点纹理的图像来源完成叠置图与地形纹理的统一绘制。该方法在完全不需要额外模型的情况下高效地实现了与地形完全缝合的图像叠置，解决了叠置图像的实时交互与表达问题。

主权项

一种全球层次细节网格三维地形图像叠置方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：构造一个满足如下条件的全球统一纹理二维坐标系统(u,v)；条件1)该坐标系统在地形层级模型中，所有不同层级或同一层级不同坐标位置的模型顶点，均有不同的纹理坐标值；条件2)在地形层级模型中，所有相同坐标位置的模型顶点，无论是处于哪一层的地形块中，都有相同的纹理坐标值；条件3)在地形层级模型中，纹理空间在其定义域内连续一致；条件4)在地形层级模型中，对所有地形块，分配的纹理空间大小与地理空间分布大小保持线性关系；步骤2：在地形层级模型中，对每一个地形块建模，并在建模时对模型顶点设置上述全球统一纹理坐标系统中定义的模型顶点纹理坐标；步骤3：在地形层级模型中，对上述建模后的地形块进行绘制表达，并按如下方式将地形层级模型中顶点的全球统一纹理坐标分别换算成针对地形纹理与叠置图像的多重纹理坐标：(u₀,v₀)_地形纹理＝f₁(u,v)(u₁,v₁)_叠置图像＝f₂(u,v)其中，对地形纹理，由于其是规则静态贴图，采用给定纹理坐标转换函数f₁为：对于叠置图像，通过四点仿射变换的方法建立纹理转换函数f₂为：转换函数f₁中参数M、N、W、S，按如下方式得出：$\left\{\begin{array}{c}M=(180+\mathrm{mWest})\times 3600\times {10}^k\\ W=(\mathrm{mEast}-\mathrm{mWest})\times 3600\times {10}^k\\ N=(90-\mathrm{mNorth})\times 3600\times {10}^k\\ S=(\mathrm{mNorth}-\mathrm{mSouth})\times 3600\times {10}^k\end{array}\right.$其中，mEast为地形块按其覆盖经、纬度范围确定的东坐标，mWest为地形块按其覆盖经、纬度范围确定的西坐标，mNorth为地形块按其覆盖经、纬度范围确定的北坐标，mSouth为地形块按其覆盖经、纬度范围确定的南坐标；k为确保模型顶点纹理坐标精度需要的常数值；转换函数f₂中参数A、B、C、D、E、F为空间映射的转换参数，该转换参数由四点仿射变换的公知算法求得；步骤4：通过比较的方式进行像素点纹理的图像来源采样，当有n个叠置图存在于同一地形块上的情形下,按照叠置图的从后往前的排列顺序进行有效纹理坐标判断，其中n>＝0；对每一个像素点判断原则如下：对第n幅图像：若其对应或表示该幅图像没有覆盖到该像素点，放弃对它的采样，继续对第n‑1幅图进行上述判断；否则对该幅图进行采样，以(U_叠置图,V_叠置图)坐标值从该图像中获取相应的颜色值作为该像素点的颜色值，不再对其它图像进行坐标判断及采样；如果所有n幅叠置图对应的坐标值均无效，则直接采用(U_地形块,V_地形块)纹理坐标值从地形纹理中获取相应点的颜色值作为该像素点的颜色值，即完成了全球层次细节网格三维地形图像叠置。