基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法技术

本发明专利技术公开了基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法，包括：获取建筑物轮廓数据，根据建筑物轮廓数据对建筑物侧面进行排列；设置拓展步长和最大拓展距离；按照排列顺序对每个建筑物侧面进行拓展，且对建筑物侧面采用相同的拓展步长逐步进行拓展；计算建筑物侧面被glTF模型的遮挡率，根据遮挡率计算损失函数；根据损失函数获取各建筑物侧面的最优拓展距离；根据最优拓展距离对建筑物进行拓展。本发明专利技术通过对建筑物侧面进行逐步拓展，并通过计算损失函数，得到每个建筑物侧面的最优拓展距离，最后依据最优拓展距离来对建筑物进行拓展，使得建筑物轮廓得到拓展，在渲染时不被glTF模型遮挡。本发明专利技术可广泛应用于三维渲染领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法


[0001]本专利技术涉及三维渲染领域，尤其涉及一种基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法。

技术介绍

[0002]glTF 是一种用于三维渲染的数据格式，用于通过三维渲染引擎和应用程序高效传输和加载三维场景和模型。glTF 被称为“3D 界的JPEG”，使用了更优的数据结构，非常适用于基于 OpenGL 引擎的渲染。城市的实景三维模型数据一般采用b3dm格式储存，而b3dm的城市模型数据里面就引用了glTF数据格式进行存储。
[0003]在噪声地图三维渲染领域，需要将建筑物侧面的噪声值数据转换为颜色值数据进行渲染。由于城市实景三维模型数据采用了glTF数据格式，使用三角形面来对城市模型进行分割储存，其中的三角形面的划分是不规则性的，而噪声地图建筑物噪声值数据是垂直于地面分布的、规整网格化的，所以在建筑物噪声值数据与城市实景三维模型数据进行结合渲染的场景中，两者不能很好的结合在一起，通常会出现城市实景三维模型数据遮挡住噪声地图建筑物噪声值数据的情况。

技术实现思路

[0004]为至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一，本专利技术的目的在于提供一种基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：一种基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法包括以下步骤：获取建筑物轮廓数据，根据建筑物轮廓数据对建筑物侧面进行排列；设置拓展步长和最大拓展距离；按照排列顺序对每个建筑物侧面进行拓展，且对建筑物侧面采用相同的拓展步长逐步进行拓展；计算建筑物侧面被glTF模型的遮挡率，根据遮挡率计算损失函数；根据损失函数获取各建筑物侧面的最优拓展距离；根据最优拓展距离对建筑物进行拓展；其中，glTF模型的坐标系与建筑物的坐标系为同一坐标系。
[0006]进一步地，所述建筑物轮廓数据采用shapefile文件的储存方式进行存储，所述建筑物轮廓数据包括建筑物id、建筑物高度或者建筑物海拔高度中的至少之一；所述glTF模型的储存格式符合通用的glTF数据格式规范，并在此基础上，将实景三维模型划分为多个空间三角形面进行储存。
[0007]进一步地，所述根据建筑物轮廓数据对建筑物侧面进行排列，包括按照顺时针的顺序对建筑物的侧面进行排列，将建筑物面按照顺序命名为。
[0008]进一步地，拓展步长为，最大拓展距离为；所述按照排列顺序对每个建筑物侧面进行拓展，且对建筑物侧面采用相同的拓展步长逐步进行拓展，包括：按照排列顺序对各个建筑物侧面依次进行拓展；每次拓展都将当前建筑物侧面平行拓展一个距离，保持建筑物侧面形状和面积不变，直至拓展的总距离大于。
[0009]进一步地，每次拓展的方向向量为：其中，为拓展方向向量的X分量，为拓展方向向量的Y分量，为拓展方向向量的Z分量，为当前建筑物侧面的底边向量的X分量，为当前建筑物侧面的底边向量的Y分量；假设当前建筑物侧面的序号为i，建筑物轮廓的底边的坐标值分别为：，则 , 。
[0010]进一步地，所述计算建筑物侧面被glTF模型的遮挡率，包括：将拓展后的建筑物侧面进行网格化，判断各个网格中心点是否被glTF模型遮挡，并统计网格中心点被glTF模型遮挡的数量，获取遮挡率；所述遮挡率的计算方式如下：其中，为遮挡率，为被遮挡的网格中心点数量，为网格总中心点的数量。
[0011]进一步地，所述判断各个网格中心点是否被glTF模型遮挡，包括：对每个网格中心点作一条垂直向上的射线，获取射线与glTF模型的各个三角形面的相交次数，若相交次数为偶数次，则判断为未被glTF模型遮挡；若相交次数为奇数次，则判断为被glTF模型遮挡。
[0012]进一步地，所述损失函数的公式表达式如下：其中，为损失函数计算值，为遮挡率，为拓展步长，为拓展次数，为拓展距离相关系数。
[0013]进一步地，所述根据损失函数获取各建筑物侧面的最优拓展距离，包括：在对建筑物侧面采用相同拓展步长进行逐步拓展时，每拓展一次计算一次损失函数值，取建筑物侧面的损失函数值最小时的拓展距离，作为当前建筑物侧面的最优拓展距离。
[0014]进一步地，所述根据最优拓展距离对建筑物进行拓展，包括：对建筑物的各个侧面进行平移最优拓展距离后，将各个侧面按照水平方向延长，以使各侧面与相邻侧面相交形成新的建筑物侧面，形成新的建筑物。
[0015]本专利技术所采用的另一技术方案是：一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术充分考虑glTF模型数据和建筑物轮廓数据的特点，通过对建筑物侧面进行逐步拓展，并通过计算损失函数，得到每个建筑物侧面的最优拓展距离，最后依据最优拓展距离来对建筑物进行拓展，使得建筑物轮廓得到拓展，在渲染时不被glTF模型遮挡。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本专利技术实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本专利技术的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。
[0018]图1是本专利技术实施例中一种基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法的步骤流程图；图2是本专利技术实施例中拓展样例中的建筑物俯视图；图3是本专利技术实施例中拓展样例中的建筑物、glTF模型和拓展的建筑物侧面的俯视图；图4是本专利技术实施例中建筑物拓展前和拓展后的三维视图。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0020]在本专利技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0021]在本专利技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0022]本专利技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法，其特征在于，包括以下步骤：获取建筑物轮廓数据，根据建筑物轮廓数据对建筑物侧面进行排列；设置拓展步长和最大拓展距离；按照排列顺序对每个建筑物侧面进行拓展，且对建筑物侧面采用相同的拓展步长逐步进行拓展；计算建筑物侧面被glTF模型的遮挡率，根据遮挡率计算损失函数；根据损失函数获取各建筑物侧面的最优拓展距离；根据最优拓展距离对建筑物进行拓展；其中，glTF模型的坐标系与建筑物的坐标系为同一坐标系。2.根据权利要求1所述的一种基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法，其特征在于，所述建筑物轮廓数据采用shapefile文件的储存方式进行存储，所述建筑物轮廓数据包括建筑物id、建筑物高度或者建筑物海拔高度中的至少之一；所述glTF模型的储存格式符合通用的glTF数据格式规范。3.根据权利要求1所述的一种基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法，其特征在于，所述根据建筑物轮廓数据对建筑物侧面进行排列，包括按照顺时针的顺序对建筑物的侧面进行排列，将建筑物面按照顺序命名为。4.根据权利要求3所述的一种基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法，其特征在于，拓展步长为，最大拓展距离为；所述按照排列顺序对每个建筑物侧面进行拓展，且对建筑物侧面采用相同的拓展步长逐步进行拓展，包括：按照排列顺序对各个建筑物侧面依次进行拓展；每次拓展都将当前建筑物侧面平行拓展一个距离，保持建筑物侧面形状和面积不变，直至拓展的总距离大于。5.根据权利要求4所述的一种基于glTF模型和建筑物轮廓拓展的三维渲染融合方法，其特征在于，每次拓展的方向向量为：其中，为拓展方向向量的X分量，为拓展方向向量的Y分量，为拓展方向向量的Z分量，为当前建筑物侧面的底边向量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛庆国，梁常德，蔡铭，尹民，王理民，吴斌，何晋勇，万伟，刘永红，
申请(专利权)人：深圳市生态环境智能管控中心深圳市思唯环境科技有限公司深圳深态环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：