【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机图形学，尤其涉及一种在cesium三维场景的多边形可视域分析方法、计算机设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
1、cesium是一个用于创建三维地球和地理空间数据交互式可视化应用程序，它基于javascript语言，利用webgl(全写web graphics library)技术在web浏览器中实现高性能的三维地理空间可视化。
2、随着cesium技术的飞速发展和三维地理空间可视化市场需求规模暴涨，城市规划、景观分析、安全规划、军事应用、自动驾驶和交通规划、遥感影像分析等场景中，都需要研究和模拟地表上各种地物的可视性和遮挡关系，即可视域分析，以便合理规划城市的布局、景观设计、评估景观的美感和可达性、设计安全防护措施和监控系统、进行战术规划和作战模拟、设计交通信号系统和交通规划、评估地表上的覆盖物类型和资源分布等。
3、如何精准分析cesium三维场景中圈出区域(由多个点、线、面组成的多边形)和地表上各地物的可视性和遮挡关系，是本领域的难题。目前在cesium三维场景实际进行可视域分析的操作过程中，难以将分析边界设置为实际需要的多边形，且需要大量操作底层api，而底层api使用图形学术语，需要开发人员熟练图形学和opengl编程的知识，操作难度高。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种在cesium三维场景的多边形可视域分析方法、计算机设备和计算机可读存储介质，具有操作方便、计算效率高、准确度高等优势，还
2、本专利技术的多边形可视域分析方法采用如下技术方案实现：
3、一种在cesium三维场景的多边形可视域分析方法，包括以下步骤：
4、在三维场景中绘制分析边界，计算分析边界、视锥体与三维场景三者的相交图形；
5、基于相交图形的图形纹理、阴影以及视锥体的属性创建webgl视图；
6、基于webgl对图形纹理每个像素的可见性和阴影的可见性进行分析；
7、根据图形纹理每个像素的可见性和阴影的可见性，将图形纹理每个像素渲染在三维场景中，得到可见和不可见的分析效果。
8、进一步地，所述在三维场景中绘制分析边界，计算分析边界、视锥体与三维场景三者的相交图形，包括：
9、步骤1：使用绘制工具，在三维场景中绘制出分析边界；
10、步骤2：获取三维场景中由虚拟相机构建的视锥体；
11、步骤3：使用射线追踪计算视锥体6个面与三维场景的相交图形；
12、步骤4：使用射线追踪计算步骤1结果和步骤3结果的相交图形。
13、进一步地，在步骤1中，绘制出的分析边界为线段或多边形；在步骤3中，计算出的相交图形为相交多边形；在步骤4中，计算出的相交图形为相交线段或相交多边形。
14、进一步地，所述基于相交图形的图形纹理、阴影以及视锥体的属性创建webgl视图，包括：
15、步骤5：将步骤4的结果绘制在canvas上，并加载到cesium场景中，然后通过cesium的texture方法或readpixels方法获取图形纹理，并作为范围参数boundarytexure传入步骤7；
16、步骤6：获取步骤2中视锥体的视点、视角、垂直夹角、水平夹角、投影方式、光源、光源方向和最大距离，以及获取步骤4结果在光源下的阴影shadowmap，作为参数传入步骤7；
17、步骤7：根据步骤5和步骤6传入的参数，创建webgl视图。
18、进一步地，所述基于webgl对图形纹理每个像素的可见性和阴影的可见性进行分析，包括：
19、步骤8：通过webgl的texture2d函数读取boundarytexure每个像素的颜色和深度信息；基于以下的步骤9～步骤14，对boundarytexure每个像素的可见性和shadowmap阴影的可见性进行分析；
20、步骤9：根据像素的深度值判断像素是否超出视野，若是则结束该像素的可视分析；
21、步骤10：根据像素的深度值和纹理坐标，通过cesium内置的toeye方法计算像素的位置和法线信息；
22、步骤11：根据像素的位置和法线信息，以及shadowmap的阴影深度偏差depthbias、阴影深度depth和投影坐标xy参数，计算出像素的阴影可见性；
23、步骤12：根据像素的位置和光源位置计算出阴影空间坐标，并判断该坐标是否在阴影贴图的范围内，若否则结束该像素的可视分析；
24、步骤13：根据视点和光源位置计算出像素到光源的距离，并判断该距离是否大于步骤6中获取的视锥体的最大距离，若是则结束该像素的可视分析；
25、步骤14：根据光源方向、上方向、右方向以及像素和光源的位置，计算出像素和光源之间的水平夹角和垂直夹角，并判断是否超出步骤6中获取的视锥体的水平夹角和垂直夹角，若是则结束该像素的可视分析。
26、进一步地，所述步骤7包括：将步骤5和步骤6获取的结果，以及自定义片源着色器fragmentshader代码，作为参数传入cesium的postprocessstage对象，然后将实例化postprocessstage后得到的postprocessstage，添加到cesium scene的postprocessstages对象中，由cesium场景内部每次更新时执行postprocessstage实例；
27、在步骤8中，所述通过webgl的texture2d函数读取boundarytexure每个像素的颜色和深度信息，包括：postprocessstage实例运行时，执行fragmentshader代码，fragmentshader代码调用webgl的texture2d函数读取boundarytexure每个像素的颜色和深度信息。
28、进一步地，所述步骤9包括：postprocessstage实例运行时，webgl根据boundarytexure中像素的深度值判断像素是否超出视野，如果像素的深度值≥1.0，则该像素超出了视野，结束该像素的可视分析。
29、进一步地，根据图形纹理每个像素的可见性和阴影的可见性，将图形纹理每个像素渲染在三维场景中，得到可见和不可见的分析效果，包括：
30、步骤15：postprocessstage实例运行时，通过循环步骤9～步骤14，得到boundarytexure每个像素的可见性和shadowmap阴影的可见性，根据boundarytexure每个像素的可见性和shadowmap阴影的可见性，通过webgl将boundarytexure每个像素渲染在三维场景中，得到可见和不可见的分析效果。
31、本专利技术的计算机设备采用如下技术方案实现：
32、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并且可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在Cesium三维场景的多边形可视域分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，所述在三维场景中绘制分析边界，计算分析边界、视锥体与三维场景三者的相交图形，包括：
3.如权利要求2所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，在步骤1中，绘制出的分析边界为线段或多边形；在步骤3中，计算出的相交图形为相交多边形；在步骤4中，计算出的相交图形为相交线段或相交多边形。
4.如权利要求2所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，所述基于相交图形的图形纹理、阴影以及视锥体的属性创建WebGL视图，包括：
5.如权利要求4所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，所述基于WebGL对图形纹理每个像素的可见性和阴影的可见性进行分析，包括：
6.如权利要求5所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，所述步骤7包括：将步骤5和步骤6获取的结果，以及自定义片源着色器fragmentShader代码，作为参数传入Cesium的PostProcessStage对象，然后将实例化PostProcess
7.如权利要求6所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，所述步骤9包括：postProcessStage实例运行时，WebGL根据boundaryTexure中像素的深度值判断像素是否超出视野，如果像素的深度值≥1.0，则该像素超出了视野，结束该像素的可视分析。
8.如权利要求7所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，根据图形纹理每个像素的可见性和阴影的可见性，将图形纹理每个像素渲染在三维场景中，得到可见和不可见的分析效果，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并且可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-8任一项所述的多边形可视域分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-8任一项所述的多边形可视域分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种在cesium三维场景的多边形可视域分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，所述在三维场景中绘制分析边界，计算分析边界、视锥体与三维场景三者的相交图形，包括：
3.如权利要求2所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，在步骤1中，绘制出的分析边界为线段或多边形；在步骤3中，计算出的相交图形为相交多边形；在步骤4中，计算出的相交图形为相交线段或相交多边形。
4.如权利要求2所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，所述基于相交图形的图形纹理、阴影以及视锥体的属性创建webgl视图，包括：
5.如权利要求4所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，所述基于webgl对图形纹理每个像素的可见性和阴影的可见性进行分析，包括：
6.如权利要求5所述的多边形可视域分析方法，其特征在于，所述步骤7包括：将步骤5和步骤6获取的结果，以及自定义片源着色器fragmentshader代码，作为参数传入cesium的postprocessstage对象，然后将实例化postprocessstage后得到...
【专利技术属性】
技术研发人员：石立阳，邱伟洋，曹琪，黄星淮，祝昌宝，王哲，陈洪杰，杨建，曾庆睿，
申请(专利权)人：数元科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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