一种移动端室内外一体化的三维可视化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种移动端室内外一体化的三维可视化方法和装置，本装置包括数据预处理模块、建筑物立体拉伸模块和室内外一体化渲染模块；本发明专利技术通过简化模型，采用立体拉伸算法，实现批量模型的快速构建；并在室内对象和建筑物外轮廓分成两个图层，建筑物外轮廓的渲染和室内对象的渲染互不影响，确保模块间低耦合性和独立性；还透过建筑物外轮廓可以看到室内布局，室外环境以及室内建筑物分布一览无余；从室外到室内透明化渐变过程，自动将关注重点从建筑物轮廓切换到室内对象，提升用户体验。

Three dimensional visualization method and device for mobile terminal chamber internal and external integration

The invention discloses a mobile terminal room and integration of 3D visualization method and device, the device comprises a data preprocessing module, building three-dimensional drawing module and integration of indoor and outdoor rendering module; the invention by a simplified model, using three-dimensional stretch algorithm, quickly create batch model; and divided into two layers in the interior of the object and outside the building outline, outline of buildings and interior rendering objects rendered without mutual influence, to ensure the inter module low coupling and independence; through building the outer contour can see indoor layout, outdoor environment and indoor distribution of building land; from outdoor to indoor transparent gradient process, automatic focus from building profile switching to the indoor objects, enhance the user experience.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种移动端室内外三维简模一体化渲染的方法和装置，尤其涉及一种移动端室内外一体化的三维可视化方法和装置。
技术介绍
随着大众对室内导航需求的增强，位置服务领域的研究热点已从室外延伸到室内，室外导航技术已趋于成熟，室内导航技术正蓬勃发展，与室内导航相关的室内外一体化三维可视化也因运而生。目前，国内外研究成果在移动端室内外一体化上，缺乏一体化理念，不能很好的将室内和室外有效结合起来，移动端室内导航在地图可视化问题上，或侧重于室内二三维可视化而忽略室内外一体，或存在室内外数据建模不一致、室内外可视化不统一等问题。国内外对于室内外一体化数据模型组织和可视化方面有较少的研究，在室内细节层次表现上研究成果甚少，相关研究还处于起步阶段。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术顾及三维模型的快速构建，提出楼梯拉伸算法，采用一种利用地图缩放级别和地面分辨率控制模型的可见性来实现室内外一体化的方法，能够有效的实现室内外一体化展示的效果。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的；一种移动端室内外一体化的三维可视化方法，包括以下步骤：步骤1，数据预处理；所述步骤1中，对数据预处理的具体步骤如下：步骤1.1，楼梯和手扶电梯的处理，是对图形进行裁剪和属性赋值；所述的属性赋值指高度范围和抬升点索引的赋值，得到楼梯和手扶电梯数据A1；步骤1.2，建筑物外轮廓处理，是对添加步骤1.1得到的楼梯和手扶电梯数据A1和其他室内数据A2的闭包盒，得到建筑物外轮廓B；为了实现室内外一体化效果，建筑物外轮廓、楼层外轮廓都是必须添加的；所述的建筑物外轮廓是所有楼层的几何数据的闭包盒，所述的楼层外轮廓是每层楼层的几何数据的闭包盒；步骤2，建筑物立体拉伸；对步骤1得到的二维室内建筑物数据进行拉伸处理,通过立体拉伸算法构建三维模型；所述步骤2中，对步骤1得到的二维室内建筑物数据进行拉伸处理，得到室内对象和建筑物外轮廓的三维模型，具体步骤如下：步骤2.1，普通建筑物拉伸,对非楼梯和手扶电梯的室内建筑物数据A2和建筑物外轮廓B进行平面拉伸，得到非楼梯和手扶电梯的室内建筑物数据A2的三维模型Ma2和建筑物外轮廓的三维模型Mb；步骤2.2，楼梯和手扶电梯拉伸；得到楼梯和手扶电梯数据A1的三维模型Ma1；对于楼梯间平面，采用步骤2.1的方法进行拉伸；对于楼梯斜面和手扶电梯斜面，在将二维点扩展成三维点加入点链时，对斜面低点和斜面高点的高度分别处理；步骤3，室内外一体化渲染；对步骤2得到的室内对象和建筑物轮廓模型分开处理，利用地图缩放级别控制模型和地面分辨率控制模型的可见性来实现室内外一体化；步骤4，结束。进一步的，所述的步骤1.1中， 所述的图形的裁剪具体的为：楼梯的二维平面图形假设是一个长方形、等规则形状的楼梯；楼梯的处理是将这个整体图像进行裁剪，分成楼梯间平面、和两个楼梯斜面两部分；手扶电梯只有一个斜面组成，将手扶电梯的二维平面图形处理成一个长方形；所述的处理高度范围具体的为：对裁剪后的二维平面图形设置高度范围属性；对于斜面来说，设定斜面中低的点的起始高度为minh，斜面中高的点的起始高度为h，拉伸高度为step；、斜面高点的高度范围是[h,h+step]，其他非高点即低点的高度范围是[min,minh+step]；对于楼梯间平面，设定起始高度为minh，拉伸后高度为h；楼梯间平面的所有点高度一样，高度范围是[minh,h]；所述的记录抬升点索引具体的为：对裁剪后的二维平面图形记录抬升点索引；对于斜面，存储抬升点的索引，表明抬升点相对于其他点来说是斜面中的高点，其他点默认都是低点。进一步的，所述的步骤2.1，普通建筑物拉伸具体步骤如下：步骤2.1.1，复制点；将平面点(x,y)复制成两个点，分别是底（x,y,minh）和顶（x,y,h），并将两点添加到新的结构体点链中，得到点链L1；平面坐标系(x,y)采用的Web墨卡托投影坐标，高程h以地面为起点，高于地面为正，低于地面为负；为了强调楼层分布，高程采用相对坐标，将楼层间距放大，同时将楼层内的建筑物高度缩小；新的结构体点链是指每个点链元素中存放着一个三维点(x,y,h)；新的结构体点链包括底面点链和顶面点链，所述的底面点链和顶面点链最终要放在一个点链中，为了构造三角面片索引方便，添加一个底部点再添加一个顶部点，点链中存储顺序是下上下上、先底后顶，形成Z字型索引的方式；步骤2.1.2，构建侧面；对步骤2.1.1中得到的L1点链中的点进行侧面三角面片索引的构造；以当前添加的底、顶和下一步要添加的底、顶的四个点作为基础，构造两个三角面片F1和F2，形成逆时针法线向外的面片，确保前面面片可见；步骤2.1.3，奇偶边存储；对步骤2.1.2得到的三角面片F1和F2进行奇偶边判断并存储在对应边的索引数组中；为了突出立体效果，奇偶侧边的颜色根据光照要重新计算；指定起始边为偶边，每计算完一边，翻转其索引存储的奇偶性，即相邻两边的奇偶性不同，其三角索引分别放在不同的两个索引数组中；步骤2.1.4，构建顶面；对步骤2.1.1中得到的L1点链中的顶点进行顶面面片构建并存储在顶边索引数组中；根据顶边顶点生成多边形，所述的多边形分简单多边形和复杂多边形两种，对多边形进行三角分解；步骤2.1.5，模型构建；L1点链中的点构成了模型的顶点数据，侧面、顶面索引数组构成模型的索引数据，至此模型构建完成。进一步的，所述的步骤2.2中，对于楼梯斜面和手扶电梯斜面的拉伸，包括下述步骤：步骤2.2.1，复制点；对于输入的二维图形点(x,y)，首先判断其属性中的抬升点是否为空，该字段存储了高点索引信息；如果为空，表明该点是平面点，二维平面点(x,y)扩展成两个三维点低(x,y,minh)和顶(x,y,minh+step)；如果为非空，表明该点是斜面点，再判断该点索引是否在抬升点集合中；如果在，表明该点是高点，二维斜面点(x,y)扩展成两个三维点底(x,y, h)和顶(x,y, h+step)；如果不在，表明该点是低点，二维斜面点(x,y)扩展成两个三维点底(x,y, minh)和顶(x,y, minh +step)；最后，将底和顶两点添加到新的结构体点链中，得到点链L2；步骤2.2.2，构建侧面；对步骤2.2.1得到的L2点链中的点进行侧面三角面片索引的构造；以当前添加的底、顶和下一步要添加的底、顶的四个点作为基础，构造两个三角面片F3和F4，形成逆时针法线向外的面片，确保前面面片可见；步骤2.2.3，奇偶边存储；对步骤2.2.2得到的三角面片F3和F4进行奇偶边判断并存储在对应边的索引数组中；为了突出立体效果，奇偶侧边的颜色根据光照要重新计算；指定起始边为偶边，每计算完一边，翻转其索引存储的奇偶性，即相邻两边的奇偶性不同，其三角索引分别放在不同的两个索引数组中；步骤2.2.4，构建顶面；对步骤2.2.1得到的L2点链中的顶点进行顶面面片构建并存储在顶边索引数组中；根据顶边顶点生成多边形，即顶边轮廓线围成的多边形，分简单多边形和复杂多边形两种，对多边形进行三角分解；步骤2.2.5，模型构建；L2点链中的点构成了模型的顶点数据，侧面、顶面索引数组构成模型的索引数据，模型构建完成。进一步的，所述的步骤3中，室内外一体化渲染是对步骤2得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动端室内外一体化的三维可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，数据预处理；所述步骤1中，对数据预处理的具体步骤如下：步骤1.1，楼梯和手扶电梯的处理，是对图形进行裁剪和属性赋值；所述的属性赋值指高度范围和抬升点索引的赋值，得到楼梯和手扶电梯数据A1；步骤1.2，建筑物外轮廓处理，是对添加步骤1.1得到的楼梯和手扶电梯数据A1和其他室内数据A2的闭包盒，得到建筑物外轮廓B；为了实现室内外一体化效果，建筑物外轮廓、楼层外轮廓都是必须添加的；所述的建筑物外轮廓是所有楼层的几何数据的闭包盒，所述的楼层外轮廓是每层楼层的几何数据的闭包盒；步骤2，建筑物立体拉伸；对步骤1得到的二维室内建筑物数据进行拉伸处理,通过立体拉伸算法构建三维模型；所述步骤2中，对步骤1得到的二维室内建筑物数据进行拉伸处理，得到室内对象和建筑物外轮廓的三维模型，具体步骤如下：步骤2.1，普通建筑物拉伸,对非楼梯和手扶电梯的室内建筑物数据A2和建筑物外轮廓B进行平面拉伸，得到非楼梯和手扶电梯的室内建筑物数据A2的三维模型Ma2和建筑物外轮廓的三维模型Mb；步骤2.2，楼梯和手扶电梯拉伸；得到楼梯和手扶电梯数据A1的三维模型Ma1；对于楼梯间平面，采用步骤2.1的方法进行拉伸；对于楼梯斜面和手扶电梯斜面，在将二维点扩展成三维点加入点链时，对斜面低点和斜面高点的高度分别处理；步骤3，室内外一体化渲染；对步骤2得到的室内对象和建筑物轮廓模型分开处理，利用地图缩放级别控制模型和地面分辨率控制模型的可见性来实现室内外一体化；步骤4，结束。...

【技术特征摘要】
1.一种移动端室内外一体化的三维可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，数据预处理；所述步骤1中，对数据预处理的具体步骤如下：步骤1.1，楼梯和手扶电梯的处理，是对图形进行裁剪和属性赋值；所述的属性赋值指高度范围和抬升点索引的赋值，得到楼梯和手扶电梯数据A1；步骤1.2，建筑物外轮廓处理，是对添加步骤1.1得到的楼梯和手扶电梯数据A1和其他室内数据A2的闭包盒，得到建筑物外轮廓B；为了实现室内外一体化效果，建筑物外轮廓、楼层外轮廓都是必须添加的；所述的建筑物外轮廓是所有楼层的几何数据的闭包盒，所述的楼层外轮廓是每层楼层的几何数据的闭包盒；步骤2，建筑物立体拉伸；对步骤1得到的二维室内建筑物数据进行拉伸处理,通过立体拉伸算法构建三维模型；所述步骤2中，对步骤1得到的二维室内建筑物数据进行拉伸处理，得到室内对象和建筑物外轮廓的三维模型，具体步骤如下：步骤2.1，普通建筑物拉伸,对非楼梯和手扶电梯的室内建筑物数据A2和建筑物外轮廓B进行平面拉伸，得到非楼梯和手扶电梯的室内建筑物数据A2的三维模型Ma2和建筑物外轮廓的三维模型Mb；步骤2.2，楼梯和手扶电梯拉伸；得到楼梯和手扶电梯数据A1的三维模型Ma1；对于楼梯间平面，采用步骤2.1的方法进行拉伸；对于楼梯斜面和手扶电梯斜面，在将二维点扩展成三维点加入点链时，对斜面低点和斜面高点的高度分别处理；步骤3，室内外一体化渲染；对步骤2得到的室内对象和建筑物轮廓模型分开处理，利用地图缩放级别控制模型和地面分辨率控制模型的可见性来实现室内外一体化；步骤4，结束。2.根据权利要求1所述的一种移动端室内外一体化的三维可视化方法，其特征在于，所述的步骤1.1中， 所述的图形的裁剪具体的为：楼梯的二维平面图形假设是一个长方形、等规则形状的楼梯；楼梯的处理是将这个整体图像进行裁剪，分成楼梯间平面、和两个楼梯斜面两部分；手扶电梯只有一个斜面组成，将手扶电梯的二维平面图形处理成一个长方形；所述的处理高度范围具体的为：对裁剪后的二维平面图形设置高度范围属性；对于斜面来说，设定斜面中低的点的起始高度为minh，斜面中高的点的起始高度为h，拉伸高度为step；斜面高点的高度范围是[h,h+step]，其他非高点即低点的高度范围是[min,minh+step]；对于楼梯间平面，设定起始高度为minh，拉伸后高度为h；楼梯间平面的所有点高度一样，高度范围是[minh,h]；所述的记录抬升点索引具体的为：对裁剪后的二维平面图形记录抬升点索引；对于斜面，存储抬升点的索引，表明抬升点相对于其他点来说是斜面中的高点，其他点默认都是低点。3.根据权利要求1所述的一种移动端室内外一体化的三维可视化方法，其特征在于，所述的步骤2.1，普通建筑物拉伸具体步骤如下：步骤2.1.1，复制点；将平面点(x,y)复制成两个点，分别是底（x,y,minh）和顶（x,y,h），并将两点添加到新的结构体点链中，得到点链L1；平面坐标系(x,y)采用的Web墨卡托投影坐标，高程h以地面为起点，高于地面为正，低于地面为负；为了强调楼层分布，高程采用相对坐标，将楼层间距放大，同时将楼层内的建筑物高度缩小；新的结构体点链是指每个点链元素存放着一个三维点(x,y,h)；新的结构体点链包括底面点链和顶面点链，所述的底面点链和顶面点链最终要放在一个点链中，为了构造三角面片索引方便，添加一个底部点再添加一个顶部点，点链中存储顺序是下上下上、先底后顶，形成Z字型索引的方式；步骤2.1.2，构建侧面；对步骤2.1.1中得到的L1点链中的点进行侧面三角面片索引的构造；以当前添加的底、顶和下一步要添加的底、顶的四个点作为基础，构造两个三角面片F1和F2，形成逆时针法线向外的面片，确保前面面片可见；步骤2.1.3，奇偶边存储；对步骤2.1.2得到的三角面片F1和F2进行奇偶边判断并存储在对应边的索引数组中；为了突出立体效果，奇偶侧边的颜色根据光照要重新计算；指定起始边为偶边，每计算完一边，翻转其索引存储的奇偶性，即相邻两边的奇偶性不同，其三角索引分别放在不同的两个索引数组中；步骤2.1.4，构建顶面；对步骤2.1.1中得到的L1点链中的顶点进行顶面面片构建并存储在顶边索引数组中；根据顶边顶点生成多边形，所述的多边形分简单多边形和复杂多边形两种，对多边形进行三角分解；步骤2.1.5，模型构建；L1点链中的点构成了模型的顶点数据，侧面、顶面索引数组构成模型的索引数据，至此模型构建完成。4.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱欣焰，呙维，李小宁，
申请(专利权)人：武汉联图时空信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42