顾及线宽一致性的矢量地图线符号半开放尖角形箭头绘制方法技术

本发明专利技术公开了一种顾及线宽一致性的矢量地图线符号半开放尖角形箭头绘制方法，包括以下步骤：初始化矢量线要素，指定屏幕坐标系线宽，指定起点和终点处是否绘制半开放尖角形箭头，接着按照坐标转换规则将屏幕线宽转换为世界坐标系的线宽，对线要素进行三角化操作，并在起点和终点进行膨胀操作。然后构建顾及线宽一致性的GPU状态协议，在CPU中组装协议内容并传递到GPU。最终在GPU中获取状态协议，在起点和终点进行半开放尖角形箭头的腐蚀操作，实现保持线宽一致的绘制。本发明专利技术通过构建面向半开放尖角形箭头线符号绘制的状态协议，利用结构化的状态协议，实现在地图缩放过程中不改变线宽、不重新三角化，完成线要素起点、终点处的半开放尖角形箭头绘制。

Drawing method of vector map line symbol semi open sharp angle arrow considering line width consistency

【技术实现步骤摘要】
顾及线宽一致性的矢量地图线符号半开放尖角形箭头绘制方法
本专利技术涉及数字地图制图领域和地理信息系统领域的矢量地图线符号半开放尖角形箭头绘制方法，尤其涉及一种顾及线宽一致性的矢量地图线符号半开放尖角形箭头绘制方法。
技术介绍
数字地图制图是将现实世界中各种空间信息以地图的方式呈现出来，点、线和面要素是地图中最基础的三种表达结构，由此主导了点、线和面符号化方法。通过各种不同的点符号、线符号和面符号，能够将空间实体的分布状况、关联关系、相互作用等信息形象化的传递给读图者。为了能够支撑读图者快速理解地图、准确获取空间信息，地图符号的绘制是最为关键的因素。在现实地理世界中，广泛存在着“方向”型的空间信息，如风吹的方向、河流的方向、道路的行驶方向等。为了能够将此类方向型的信息传递给读图者，带有半开放尖角形箭头的线符号是一种常用的方法。为了能够绘制带有半开放尖角形箭头的线符号，当前主要有两种方法：一种是基于软件绘制的方法，一种是基于GPU硬件的方法。前者广泛应用于现有各种二维地图平台上，主要是通过纯软件的方式来操作像素着色，典型的方法有GD本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顾及线宽一致性的矢量地图线符号半开放尖角形箭头绘制方法，其特征在于，包括下列步骤：/n步骤1、对矢量线要素的坐标序列进行初始化，设置以像素为单位的屏幕线宽，设置起点和终点处是否绘制半开放尖角形箭头；/n步骤2、构建矢量线要素的世界坐标系和屏幕坐标系之间的转换规则，通过此规则将屏幕线宽转换为世界坐标系的线宽，根据此世界坐标系线宽：顺序遍历矢量线要素的每个坐标，由线生成三角形集合，其中每个三角形的每个顶点都具有沿线走向的U值和垂直线走向的V值，并且每个顶点还具有一个缩放方向D值；对矢量线要素的起点和终点分别进行膨胀操作和协议标记；/n所述矢量线要素的起点膨胀操作：矢量线要素的起点逆着线走向...

【技术特征摘要】
1.一种顾及线宽一致性的矢量地图线符号半开放尖角形箭头绘制方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤1、对矢量线要素的坐标序列进行初始化，设置以像素为单位的屏幕线宽，设置起点和终点处是否绘制半开放尖角形箭头；
步骤2、构建矢量线要素的世界坐标系和屏幕坐标系之间的转换规则，通过此规则将屏幕线宽转换为世界坐标系的线宽，根据此世界坐标系线宽：顺序遍历矢量线要素的每个坐标，由线生成三角形集合，其中每个三角形的每个顶点都具有沿线走向的U值和垂直线走向的V值，并且每个顶点还具有一个缩放方向D值；对矢量线要素的起点和终点分别进行膨胀操作和协议标记；
所述矢量线要素的起点膨胀操作：矢量线要素的起点逆着线走向扩张1.5个线宽，再垂直于线走向分别向两侧扩张1.5个线宽，由此形成两个点；矢量线要素的起点顺着线走向扩张1.5个线宽，再垂直于线走向分别向两侧扩张1.5个线宽，由此再形成两个点；此四个点构成以三个线宽为边长的正方形，也就是起点处的膨胀正方形；
所述矢量线要素的终点膨胀操作：矢量线要素的终点逆着线走向扩张1.5个线宽，再垂直于线走向分别向两侧扩张1.5个线宽，由此形成两个点；矢量线要素的终点顺着线走向扩张1.5个线宽，再垂直于线走向分别向两侧扩张1.5个线宽，由此再形成两个点；此四个点构成以三个线宽为边长的正方形，也就是终点处的膨胀正方形；
所述矢量线要素的起点协议标记：起点膨胀正方形中逆着线方向膨胀出来的两个点，其U值均为为-2.0；起点膨胀正方形中顺着线方向膨胀出来的两个点，其U值均为为-1.0；起点膨胀正方形中位于线走向右侧的两个点V值为0，左侧的两个点V值为1；
所述矢量线要素的终点标记：终点膨胀正方形中逆着线方向膨胀出来的两个点，其U值均为为-10.0；终点膨胀正方形中顺着线方向膨胀出来的两个点，其U值均为为-11.0；终点膨胀正方形中位于线走向右侧的两个点V值为0，左侧的两个点V值为1；
区分起点和终点：线要素中既不是起点也不是终点部分的U值均为大于等于0，起点和终点部分的膨胀正方形U值均小于0，其中起点处的U值大于等于-2.0，而终点处的U值小于-2.0；
步骤3、组装GPU着色器的状态协议：该状态协议包括两个层次，一个是顶点层，包括U值、V值、缩放方向D值，另一个是结构层，包括最大线宽M值、地图比例缩放S值、起点标记CB值、终点标记CE值；
步骤4、在CPU中获取初始的世界坐标系线宽和地图比例尺缩放系数，并分别按照状态协议中的M值、S值、CB值和CE值传递到GPU中，由此在GPU着色器中解析状态协议中的U值、V值、D值、M值、S值、CB值、CE值，动态计算当前半开放尖角形箭头需要绘制的像素位置，对起点和终点进行半开放尖角形箭头腐蚀操作，并完成绘制：
A.将起点处的膨胀正方形的四个点U值统一加上1.0，形成一个0.0到-1.0的区间；将终点处的膨胀正方形的四个点U值统一加上10.0，形成一个0.0到-1.0的区间；
B.根据线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐松山，温永宁，陈旻，闾国年，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32