[发明专利]基于符号结构的线型地图符号反走样绘制方法

摘要

本发明涉及GIS领域和数字地图制图领域的一种符号化渲染技术，给出了一种基于符号结构信息的线型矢量要素反走样绘制方法，利用GPU可编程流水线和Shader语言实现了基于该方法的线状矢量要素高质量绘制。该方法包括以下步骤：首先根据线宽构造三角化后的线Mesh，将沿线走向的U参数和垂直于线走向的V参数传递给Mesh中的每个顶点；接着根据需要填充的地图符号单元生成颜色结构表，确定反走样阈值，并将此颜色结构表、反走样阈值和U‑V参数传递到Shader程序中；利用Shader语言，根据每个顶点的U‑V值，判读当前像素是否在反走样阈值内，在阈值内则先进行U方向的反走样颜色混合计算，再进行V方向的反走样颜色混合计算；最后得到需要填充的颜色，对线要素进行逐像素绘制。

主权项

1.基于符号结构的线型地图符号反走样绘制方法，其特征是，该方法包括下列步骤：步骤1初始化需要绘制的线要素的点集序列，根据线宽生成需要绘制的三角形几何三角网：确定需要绘制的矢量线要素的线宽参数，遍历线要素中的每一个顶点，按照半个最大线宽向两边扩展，同时生成相应的三角形集合，并为每个三角形的每个顶点赋予沿线走向的长度值U值和垂直于线走向的长度值V值，即U‑V值；最终得到最后一个顶点的U值作为整条线最大的U值MaxU；步骤2确定需要沿线重复填充的符号单元的颜色结构表：将需要填充的符号单元按照纵向‑横向的结构进行分解，用列优先的二维数组和相应的符号单元属性来结构化映射一个符号单元；步骤3在着色器中根据符号颜色结构表确定当前像素的位置信息：在着色器中基于传递到着色器里面的顶点U‑V值，动态确定每个像素的U‑V值，即像素在水平方向上到线起点的距离u'值和像素在垂直方向上到线的上边界的距离v'值，由此确定每一个像素在符号颜色结构表中属于哪一个单元；根据所属单元的行列值，得到一个像素在沿线走向上占单元的比例u_Percent和在垂直于线走向上占单元的比例v_Percent；具体步骤为：在着色器中根据当前像素的u'值，利用公式U(p)＝u'‑SL×[u'/SL]，计算其在符号颜色结构表中的位置，其中U(p)表示在颜色结构表中的U值，SL表达符号的总宽度，[u'/SL]表示对u'/SL的结果进行取整得到小于u'值的SL的整数倍；然后根据当前像素的v'值，迭代判断其在颜色结构表中所处的具体行，并结合U(p)值确定该像素在符号颜色结构表中所处的具体列；根据得到的具体行和列即可确定当前像素所处的单元；所述比例u_Percent的计算公式为：u_Percent＝U(p)/ColumnWidth，其中ColumnWidth为像素所在单元的宽度；所述比例v_Percent的计算公式为：v_Percent＝v'/RowHeight，其中RowHeight为像素所在单元的高度；步骤4首先判断步骤3确定的比例u_Percent是否在反走样阈值范围内，如果在范围内则进行当前单元的左单元和右单元的颜色混合，判断的具体步骤为：设传到着色器里面的反走样阈值为aa_Buffer，如果比例u_Percent小于阈值aa_Buffer或者1‑u_Percent的值大于阈值aa_Buffer，则将当前像素所在的单元的左右单元的颜色进行混合；再对比例v_Percent判断是否在反走样阈值范围内，如果在范围内则进行当前单元的上单元和下单元的颜色混合，判断的具体步骤：如果比例v_Percent小于阈值aa_Buffer或者1‑v_Percent的值大于阈值aa_Buffer，则将当前像素所在的单元的上下单元的颜色进行混合；最后利用计算得到的颜色对线要素进行逐像素绘制。