[发明专利]一种海量三维模型的组织方法

说明书

本发明公开了一种海量三维模型的组织方法，涉及在显示屏上展示虚拟现实技术，其特征在于，包括如下步骤：模型数据空间范围分块；模型数据分层处理；模型数据分层简化；节点模型数据重组输出，遍历节点下简化拓扑三角形集合中的拓扑三角形，输出纹理图像，为模型数据建立拓扑结构；评价所有拓扑顶点的删除误差；执行拓扑顶点删除操作并处理纹理偏移；获取所有节点的拓扑三角形集合；根据引用的纹理图像对三角形数据进行分组和输出；根据节点的上下层关系输出并设置关联关系。本发明的优越性为：对城市三维模型数据进行优化组织，提高了城市三维模型数据实时可视化的效率。

技术领域

本发明涉及在显示屏上展示虚拟现实技术，特别涉及一种通过海量城市三维模型数据的空间索引结构的构建，以及城市三维模型数据的自动多细节层次简化，对网络环境下的城市三维模型数据进行优化组织，提高了网络环境下城市三维模型数据的动态调度效率，提高了城市三维模型数据实时可视化的效率的海量三维模型的组织方法。

背景技术

地理信息技术(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)有时又称为“地学信息技术”或“资源与环境信息技术”。它是一种特定的十分重要的空间信息技术。它是在计算机硬、软件技术支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术方法。而这种技术可以应用在房地产领域中的建筑漫游，如房地产漫游，小区浏览，楼盘漫游，三维虚拟样板房等房地产虚拟现实三维展示；在规划领域中可以应用在市政规划，城市规划，城市形象展示，数字化城市，城市数字化工程，园区规划，场馆建设等；在园林领域可以用于园林场景的景区宣传，旅游景点开发，地形地貌表现，国家公园，森林公园，自然文化遗产保护，历史文化遗产记录，园区景观规划，场馆绿化，小区绿化，楼盘景观展示等；在工业设计领域可以为工业产品，电子产品进行展示；在游戏动画中可以实现动画展示、游戏动画电影动画等；在虚拟现实演播室，虚拟现实舞台，虚拟商业空间，虚拟现实环境表现等诸多项目的应用中起到展示与宣传，辅助销售，辅助办公等作用。

从以上的实际应用案例可以看到，数据可视化等各行业的应用虽然千差万别，但从解决方案上来说，其底层的核心技术是相同的，最终都要将数据和信息以图形化，交互式地呈现给用户，因此都用到海量数据的组织、管理与快速发布。

随着遥感卫星和数字摄影测量技术的日益成熟，卫星遥感信息逐渐成为GIS中的一种重要数据来源，而遥感影像数据作为国家空间数据框架中的重要基础数据，对“国家空间数据基础设施”建设所起的作用也日益增强。在影像数据应用需求急速增长的前提下，对日益庞大的数据进行有效的管理和利用成为了数字摄影测量和遥感图像处理领域迫切需要解决的问题。特别是数据组织化管理、发布和管理分布的海量影像数据从而为国土规划、测绘遥感、交通、水利电力、农林环保等各种应用提供影像信息服务更具有现实意义。

城市是个复杂的巨大系统，三维数字城市通过建立能够全方位地、直观地给人们提供有关城市的各种具有真实感的场景信息，构建出一个立体化、逼真化的三维虚拟城市环境，为城市管理者面对复杂的城市，提供更有力的决策手段。随着空间信息获取技术和三维建模技术的快速发展，表达地上、地表、地下等数据内容的城市三维模型数据的获取精度与建模速度不断提高，数据建模范围不断扩大，精细度与复杂性不断增加，导致其数据量急剧膨胀，呈现了大规模的特性。同时，用户对三维场景可视化实时性、真实感的需求不断增强，与有限的计算机处理能力和网络带宽之间的矛盾日益突出，大规模城市三维模型数据实时可视化的性能瓶颈日益凸显。

在过去的十几年中，计算与图形处理硬件取得了极大的发展，然而这一巨大的进步并没有解决城市精细三维模型和场景绘制的性能问题。在大规模用户并发控制和网络数据传输方面，还有待于进一步提高空间数据调度与传输的效率，尤其是在大规模三维精细模型可视化与多类型终端自适应可视化方面，还需要发展新的方法。目前海量地形数据和正射影像纹理数据可视化的效率已经可以满足用户的需求，但是显示大规模城市三维精细模型时的效率还很低。