一种复杂三维地形显示方法技术

本发明专利技术提供的是一种复杂三维地形显示方法。步骤一：数据转换，对读入的三维地形数据进行转换与处理；步骤二：数据处理，在数据转换完成后，采用OpenGL软件接口对转换后的三维地形数据进行处理，将三维地形数据转换为计算机所能识别与处理的数据；步骤三：纹理制作，将数据范围划分为若干子范围，每一个子范围内的数据对应的地形颜色相同；步骤四：三维地形显示，对三维地形模型进行参数设置、地形模型映射、视点—模型变换、投影变换及视口变换。本发明专利技术的主要特点为支持范围较大、地表情况较复杂的地形显示，并可以保证显示效果良好以及支持鼠标及键盘操作完成三维地形的漫游。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种三维地形的显示方法，特别涉及一种具有海量数据且高逼真度显示的三维地形显示方法。
技术介绍
三维地形显示方法作为虚拟显示仿真领域中视景仿真的重要组成部分，其研究与应用在几十年内取得了飞跃的进步。三维地形显示技术的核心问题是要解决海量地形数据所构成的复杂地形表面模型与计算机图形硬件有限绘图能力之间的矛盾。目前的三维地形显示方法均采用了简化操作，即在保持模型对描述地形表面一定精确度的前提下，减少方法处理的数据量。但此方法不适用于地形复杂、地表变化不规律的情况，因此，用现有方法显示三维地形会导致对地形描述逼真度较低、无法真实反映实际地形情况等问题。随着三维图形硬件芯片的出现以及OpenGL、Direct3D等三维图形软件标准的建立，将三维图形软件与特定的应用程序框架进行有效结合从而实现三维图形的显示取得了一定发展。为此可设计一种基于OpenGL软件接口的复杂三维地形显示方法，其主要特点为支持范围较大、地表情况较复杂的地形显示，并可以保证显示效果良好以及支持鼠标及键盘操作完成三维地形的漫游。因此，海量地形数据的处理以及三维地形显示的逼真度成为了复杂三维地形显示方法关注的焦点。名称为《一种全球三维地形显示方法》的专利文件中，利用三角四叉树剖分模型来构建层次性高程和纹理数据模型；申请号为200810224016.5，名称为《一种用于视频制作的三维地形的显示方法》的专利文件中中，对DEM高程数据以及GIS地形数据进行了规则化处理，并对三维地形进行纹理贴图，由于该专利采用现有的纹理进行贴图，在逼真度方面还有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种对三维地形模型的要求不严苛，显示效果平滑，响应时间短，对三维地形数据格式的依赖性低的复杂三维地形显示方法。本专利技术的目的是这样实现的:步骤一:数据转换，对读入的三维地形数据进行转换与处理；步骤二:数据处理，在数据转换完成后，采用OpenGL软件接口对转换后的三维地形数据进行处理，通过像素操作、求值器、光栅化、基于顶点的操作与基本匹配实现像素数据与顶点数据的处理，将三维地形数据转换为计算机所能识别与处理的数据；步骤三:纹理制作，在经过数据转换与处理后，将数据范围划分为若干子范围，每一个子范围内的数据对应的地形颜色相同；步骤四:三维地形显示，在数据与纹理都处理完毕后，即生成三维地形，对三维地形模型进行参数设置、地形模型映射、视点一模型变换、投影变换及视口变换。本专利技术还可以包括: 1、所述数据转换的方法为:将原始三维地形数据作为输入，判断其是否所有数据均为有效的数据格式，如不是，则对无效的数据进行数据转换；数据转换具体方式为:检测该数据中是否有目标数据特有的标识符，如没有，则在数据首位添加标识符；无效数据转换为有效数据后，与原始的有效数据进行合并；数据合并的具体方式为:将转换后的数据文件保存在与原始有效数据文件相同的根目录下，并在系统输入数据时，与原始数据文件同时加载；数据合并完毕后，判断合并后的数据是否为“方阵型”数据，如不是，则对数据进行“方阵化”，即数据文件中包含的数据个数为某正整数的平方，且每行数据间用回车键间隔，同行数据间用空格键间隔，“方阵化”的具体方式为:将文件中的数据每MapSize个设为一组，并在组后添加回车键，直至文件的最后。2、所述采用OpenGL软件接口对转换后的三维地形数据进行处理的方法为:首先将像素数据与顶点数据存储在显示列表中，再针对像素进行操作后与纹理进行装配，针对顶点数据进行求值器的处理后，进行基于顶点的操作与基本装配，同时对两数据进行光栅化，最后在经过片段操作后存储至帧缓冲区。3、所述纹理制作具体包括:(I)首先读入某区域的三维地形数据；(2)根据显示精度的需要将三维地形数据划分为若干高度范围，高度范围划分过程是将数据文件中的每个数字归类到预先设置的不同的数字范围内，同种数字范围内的数据对应的纹理颜色相同；(3)通过设置输出精度，将三维地形数据输出为一个MapSiZe*MapSiZe大小的纹理图。4、所述三维地形显示具体包括:(I)参数设置设置光源参数和颜色模式；(2)地形模型映射首先把数字地形数据转成OpenGL可识别和操作的数据格式，然后计算顶点坐标及顶点法向量等参数；(3)视点一模型变换采用对物体位置进行移动的移动变换、对物体进行旋转的旋转变换、对物体进行大小缩放的缩放变换三种几何变换来实现视点一模型变换；把图元所提供的顶点作为单列矩阵，假设模型视图矩阵M是4*4的矩阵，单列矩阵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复杂三维地形显示方法，其特征是：步骤一：数据转换，对读入的三维地形数据进行转换与处理；步骤二：数据处理，在数据转换完成后，采用OpenGL软件接口对转换后的三维地形数据进行处理，通过像素操作、求值器、光栅化、基于顶点的操作与基本匹配实现像素数据与顶点数据的处理，将三维地形数据转换为计算机所能识别与处理的数据；步骤三：纹理制作，在经过数据转换与处理后，将数据范围划分为若干子范围，每一个子范围内的数据对应的地形颜色相同；步骤四：三维地形显示，在数据与纹理都处理完毕后，即生成三维地形，对三维地形模型进行参数设置、地形模型映射、视点—模型变换、投影变换及视口变换。

【技术特征摘要】
1.一种复杂三维地形显示方法，其特征是: 步骤一:数据转换，对读入的三维地形数据进行转换与处理； 步骤二:数据处理，在数据转换完成后，采用OpenGL软件接口对转换后的三维地形数据进行处理，通过像素操作、求值器、光栅化、基于顶点的操作与基本匹配实现像素数据与顶点数据的处理，将三维地形数据转换为计算机所能识别与处理的数据； 步骤三:纹理制作，在经过数据转换与处理后，将数据范围划分为若干子范围，每一个子范围内的数据对应的地形颜色相同； 步骤四:三维地形显示，在数据与纹理都处理完毕后，即生成三维地形，对三维地形模型进行参数设置、地形模型映射、视点一模型变换、投影变换及视口变换。2.根据权利要求1所述的复杂三维地形显示方法，其特征是所述数据转换的方法为:将原始三维地形数据作为输入，判断其是否所有数据均为有效的数据格式，如不是，则对无效的数据进行数据转换；数据转换具体方式为:检测该数据中是否有目标数据特有的标识符，如没有，则在数据首位添加标识符；无效数据转换为有效数据后，与原始的有效数据进行合并；数据合并的具体方式为:将转换后的数据文件保存在与原始有效数据文件相同的根目录下，并在系统输入数据时，与原始数据文件同时加载；数据合并完毕后，判断合并后的数据是否为“方阵型”数据，如不是，则对数据进行“方阵化”，即数据文件中包含的数据个数为某正整数的平方，且每行数据间用回车键间隔，同行数据间用空格键间隔，“方阵化”的具体方式为:将文件中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈志峰，张瑶，吴迪，曾添一，郝燕玲，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：