一种三维模型绘制方法以及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维模型绘制方法，包括步骤：对显示的图像数据进行视窗裁剪，获得与不同视点高度、不同经纬度跨度对应的图像数据；根据所述不同视点高度、经纬度跨度将对应的图像数据划分成若干数据块；对每个数据块进行层次细节处理，构建若干三维实体模型；绘制每个数据块对应的三维实体模型。本发明专利技术还公开了一种三维模型绘制装置，可以在保证三维模型数据的高速高精度的绘制情况下，实现海量三维模型数据的渲染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机图像绘制领域，具体涉及一种三维模型绘制方法以及装置。
技术介绍
在三维空间设计工作过程中，很多时候需要先对三维空间实体进行仿真。三维空间实体仿真目前采用的方法是，利用面向设计者的ACIS三维模型组织渲染技术。该技术提供线框、曲面、实体造型、拓扑和几何运算等高级造型功能，通过易于使用的修改、标注和查询实用程序方便地浏览模型，通过灵活的3D造型构建块，提高可扩展性，提供了着色和消隐等三维渲染功能。但是，此种渲染方法是同时加载所有图形数据的，当图形数据超过一定数量时，会引起计算机崩溃，不能实现海量数据的渲染绘制。
技术实现思路
本专利技术提供了一种三维模型绘制方法以及装置，可以在保证三维模型数据的高速高精度的绘制情况下，实现海量三维模型数据的渲染。本专利技术公开了一种三维模型绘制方法，包括步骤对显示的图像数据进行视窗裁剪，获得与不同视点高度、不同经纬度跨度对应的图像数据；根据所述不同视点高度、经纬度跨度将对应的图像数据划分成若干有层次的数据块；对每个数据块进行层次细节处理，为所述每个数据块构建若干与该数据块层次对应的三维实体模型；绘制每个数据块对应的三维实体模型。本专利技术还公开了一种三维模型绘制装置，包括初始化单元，用于对显示的图像数据进行视窗裁剪，获得与不同视点高度、不同经纬度跨度对应的图像数据；比较单元，用于根据所述不同视点高度、经度跨度和纬度跨度，将对应的图像数据划分成若干有层次的数据块；LOD单元，用于对每个数据块进行层次细节处理，为所述每个数据块构建若干与该数据块层次对应的三维实体模型；绘制单元，用于绘制每个数据块对应的三维实体模型。本专利技术中利用视窗裁剪方法，获取不同视点高度、经纬度跨度对应的数据；再对这些数据进行整合，将满足某个视点高度、经纬度跨度的数据整合为一个数据块；在对这些数据块进行层次细节处理，得到特定层次细节三维模型；然后，以数据块单位绘制层次细节三维模型。这样，每次绘制时只需加载当前视窗内的数据，并不需要加载所有渲染数据，不会引起计算机崩溃，可以实现海量数据的渲染绘制，由于采用了层次细节处理，可以保证三维模型数据高速和高精度的渲染绘制。 附图说明图1为本专利技术方法流程图；图2是视窗裁剪的一个示意图；图3是视窗裁剪的另一个示意图；图4是视窗裁剪的另一个示意图；图5是视窗裁剪的另一个示意图；图6是本专利技术装置的一个结构示意图；图7是本专利技术装置的另一个结构示意图。具体实施例方式为便于理解本专利技术，下面将结合附图进行阐述。本专利技术中，LOD(Levels of Detail，层次细节模型)。首先介绍本专利技术的方法，本专利技术公开的一种三维模型绘制方法请参考图1，包括步骤101、对显示数据进行视窗裁剪；对显示的图像数据进行视窗裁剪，获得与不同视点高度、不同经纬度跨度对应的图像数据。在本实施方式中，调节视窗的视点高度、变换经纬度跨度，获得不同视景体；对在视景体内的图像显示数据进行裁剪，获得不同视点高度、不同经纬度对应的图像数据；其中，视景体是指成像景物所在空间的集合。其优选实施方式，请参照图2至图5。图2中，视窗内的视点高度为R1，中心经度为16，中心纬度为30，经裁剪后得到如图2所示的图像数据，包括物体A，其中物体A包括物体B、物体C以及物体D ；在这种视点高度和经纬度跨度下，只看到图2所示的粗略图像，获取此时视窗内的图像数据；调节视点高度，调为R2，并变换中心经度为15，中心纬度为30，得到如图3所示的视景图，此时，视窗内只看到物体B，以及物体B中包含的物体a、物体b、物体C、物体d以及物体e ；获取此时视窗内的图像数据；此时的图像数据为精细的图像数据；调节视点高度，调为R3，并变换中心经度为16，中心纬度为30，得到如图4所示的视景图，此时视窗内只看到物体C以及物体C中包括的物体1、物体2、物体3、物体4以及物体5 ；获取此时视窗内的图像数据；此时的图像数据为精细的图像数据；调节视点高度，调为R4，并变换中心经度为17，中心纬度为30，得到如图5所示的视景图，此时视窗内只看到物体D以及物体D中包括的物体6、物体7、物体8、物体9以及物体10 ；获取此时视窗内的图像数据；此时的图像数据为精细的图像数据。102、对视窗裁剪获得数据进行分块；根据不同视点高度、经纬度跨度将对应的图像数据划分成若干数据块。作为一种优选实施方式，将与预设视点高度、经纬度跨度对应的图像数据划分成一个层次的数据块，根据不同的预设视点高度、经纬度跨度将图像数据细分成不同层次的数据块；例如将视点高度为50米至100米的，经度跨度为0. 368度、纬度跨度为0. 368度的图像数据归为一个数据块；将视点高度为30米至50米的，经度跨度为0. 092度、纬度跨度为0. 092度的图像数据归为一个数据块；将视点高度为0米至30米的，经度跨度为0. 023 度、纬度跨度为0. 023度的图像数据归为一个数据块。103、对数据块进行层次细节处理，得到三维模型；对每个数据块进行层次细节处理，为每个数据块构建若干与该数据块层次对应的三维实体模型。层次细节处理可采用LOD技术实现，LOD技术在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性。LOD技术是现有技术，为便于理解在此重新介绍相关实现过程首先，简化数据块内的细节；一类是侧重于去掉那些不需要用图形显示硬件绘制的细节。一类是去掉那些无法用图形硬件绘制的细节，如基于距离和物体尺寸标准的方法。 另一类是去掉那些人类视觉觉察不到的细节，如基于偏心率，视野深度，等标准的方法。然后根据简化后的数据块，定义数据结构；设计LOD算法；进行裂缝修补当绘制节点时，相邻不同分辨率节点间会产生T型裂缝，可在两种不同分辨率节点之间加上一条边或是在不同分辨率格网之间减去一条边；最后得到三维模型。视点高度高，经纬度跨度大，每个数据块内的三维模型个数多，数据块内的三维模型的精细程度低，即是三维模型的内容粗糙，只能看到大体轮廓；视点高度低，经纬度跨度小，每个数据块内的三维模型个数少，每个数据块内的三维模型的精细程度高，即是三维模型的内容详细，只能看到细微的纹理。104、以块为单位绘制三维模型。绘制每个数据块对应的三维实体模型。作为一个优选方法，绘制时，采用DirectX 3D (简称D3D)技术进行绘制，D3D技术指是一种3D加速技术，支持场景数据优化、加速贴图显示(需得到显示卡的支持)，场景透视修正。D3D渲染管线技术，就是利用一种类似过滤器的实现方法把3D世界模型转换成屏幕像素显示。最基本的D3D渲染过程包含这以下步骤1、世界坐标变换把3D世界中的各种物体，通过缩放、旋转、平移放置到一个指定的位置；2、摄像机变换将3D世界的物体坐标转换为眼睛看到的坐标。3、透视变换为了制造出近大远小的感觉效果。4、剪切忽略看不到的对象，这样可以节省很多计算量，也可以使得计算的结果有一个确定的范围。实际的剪切变换中，还有近平面，远平面等参数，就是最近能看到多近，最远能看多远。5、行扫描输出把模型三角形中的每一个点的坐标都计算出来(在之前的处理中始终只保留其顶点)，然后根据X，Y坐标(同时要判断点的前后)画到屏幕上。也可使用另一种优选绘制方法，即采用OpenGL (Open Graphics Lib本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种三维模型绘制方法，其特征是，包括步骤：对显示的图像数据进行视窗裁剪，获得与不同视点高度、不同经纬度跨度对应的图像数据；根据不同视点高度、经纬度跨度将对应的图像数据划分成若干有层次的数据块；对每个数据块进行层次细节处理，为所述每个数据块构建若干与该数据块层次对应的三维实体模型；绘制每个数据块对应的三维实体模型。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志秋，陈澜，曾强，雷伟刚，潘屹峰，王庭松，李行义，赵阅兵，陈隽敏，李小稳，许少淦，黄旭丹，苗璘，王东甫，马海毅，汤坚，黄春晖，
申请(专利权)人：广东省电力设计研究院，
类型：发明
国别省市：81