[发明专利]一种基于空间几何的三维可视化大屏构建方法

权利要求书

1.一种基于空间几何的三维可视化大屏构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

初始化画布；

绘制目标图像的二维正向视角图像；

将二维正向视角图像转换为三维立体图像；

将三维立体图像映射为目标图像，实现三维可视化大屏的构建。

2.根据权利要求1所述的一种基于空间几何的三维可视化大屏构建方法，其特征在于，所述的初始化画布，包括：

初始化的画布是二维画布，使用包括笛卡尔坐标系或极坐标系定位图像的坐标。

3.根据权利要求2所述的一种基于空间几何的三维可视化大屏构建方法，其特征在于，所述的绘制目标图像的二维正向视角图像，包括：

所述二维正向视角图像能够呈现出目标图像的整体视图，采用包括旋转、位移或放缩中的一种或多种方式获得。

4.根据权利要求3所述的一种基于空间几何的三维可视化大屏构建方法，其特征在于，所述的将二维正向视角图像转换为三维立体图像，是通过将二维正向视角图像进行三维旋转获得，所述三维旋转指将二维正向视角图像中的各图像点元素以旋转角α绕空间旋转轴旋转，记所述空间旋转轴的单位向量为(v_x,v_y,v_z)。

5.根据权利要求4所述的一种基于空间几何的三维可视化大屏构建方法，其特征在于，所述的将二维正向视角图像转换为三维立体图像包括：

记二维正向视角图像的图像点坐标为(x,y,z)，该点经空间旋转轴旋转α角度转换后的坐标为(x’,y’,z’)，二维正向视角图像转换为三维图像的旋转参数矩阵R为：

则(x’,y’,z’)^T＝R(x,y,z)^T

x′＝(v_x·v_x·(1-cosα)+cosα)x+(v_x·v_y·(1-cosα)-v_z·sinα)y+(v_x·v_z·(1-cosα)+v_y·sinα)z

y′＝(v_x·v_y·(1-cosα)+v_z·sinα)x+(v_y·v_y·(1-cosα)+cosα)y+(v_y·v_z·(1-cosα)-v_x·sinα)z

z′＝(v_x·v_z·(1-cosα)-v_y·sinα)x+(v_y·v_z·(1-cosα)+v_x·sinα)y+(v_z·v_z·(1-cosα)+cosα)z。

6.根据权利要求5所述的一种基于空间几何的三维可视化大屏构建方法，其特征在于，所述的将三维立体图像映射为目标图像，指将三维立体图像的z坐标设置为0，直接映射并绘制到二维画布上。

7.根据权利要求6所述的一种基于空间几何的三维可视化大屏构建方法，其特征在于，所述的将三维立体图像映射为目标图像，包括：

二维正向视角图像上的各图像点元素处于xoy平面，所以z坐标值赋值为0，三维坐标映射到二维画布的过程就是把转换后的各图像点元素坐标映射到xoy平面，因此并不需要z’坐标值，即目标图像的图像点坐标为(x’,y’)：

x′＝(v_x·v_x·(1-cosα)+cosα)x+(v_x·v_y·(1-cosα)-v_z·sinα)y

y′＝(v_x·v_y·(1-cosα)+v_z·sinα)x+(v_y·v_y·(1-cosα)+cosα)y。