将三维数据可视化的方法_3

文档序号:8381633阅读:来源:国知局
场景20中,区块21a-21f可见。其他区块22在该图像场景20中不可见。在已知方法中,区块21a-21f包括纹理和几何数据,将被请求或从服务器下载,从而向用户显示。
[0071]在图5b中不出该表面的相同部分。与图5a相反,以表不丘陵地形50的高程数据28的形式提供几何数据(为了清楚起见,该几何在此被简化)。在同样的未改变的图像场景20中,由于这个高程数据28,一些以前可见的区块23 (图5a中的区块21e和21f)现在位于图像场景20之外,而一些之前位于图像场景20之外的区块21g-21h(图5a中的区块22)现在可见。这意味着,为了显示图像场景20中全部可见纹理,与不提供高程数据28相比,提供了高程数据28需要提供其他数据文件。如果在纹理数据之前提供了高程数据28,则可以因此减少不必要的数据流量。
[0072]图6a和图6b例示在具有和不具有特征数据27的表面上纹理数据的显示。
[0073]图6a示出由多个纹理数据区块组成的表面的部分。该表面不包含任何几何数据。在图像场景20中,区块21a-21f可见。
[0074]在图6b中不出该表面的相同部分。与图6a相反,以代表建筑的特征数据27的形式提供几何数据。由于在不改变变的图像场景20中的该特征数据27,某些之前可见的区块23 (图6a中的区块21c和21e)现在位于图像场景20之外。这意味着,为了显示图像场景20中全部可见的纹理,与不提供特征数据28相比,提供了特征数据28需要提供其他数据文件(在这个示例中是更少的数据文件)。如果在纹理数据之前提供了特征数据28,则可以因此减少不必要的数据流量。
[0075]图7a和图7b例示在移动设备上执行的方法的流程图。
[0076]图7a是说例示用于选择要下载的数据文件的现有方法200的流程图。该方法开始于考虑210当前图像场景,并确定哪些纹理数据在这个场景中是可见的230。当确定了可见的纹理数据时,包含处于估计的细节等级的这个纹理数据和相应几何数据的数据文件可以被选择240,以从服务器中下载所选择的数据文件250。当下载了该数据文件并且已经准备好进行渲染和显示时,相关于该纹理数据的可见性,当前图像场景被再次考虑260。这一步是必须的,因为在下载数据文件之前几何数据不可用,而几何经常改变图像场景中纹理的部分的可见性(如图4a至图4b、图5a至图5b和图6a至图6b中展示的)。当纹理数据由于几何而不可见时,重新考虑260则会偶尔导致丢弃270不必要的已下载的数据文件。如果重新考虑260示出并非全部所需纹理数据均已被下载,则该方法继续确定230哪些(未被下载的)纹理数据在图像场景中可见。如果重新考虑步骤260表示全部所需纹理数据均已被下载,则数据可以被渲染并且向用户显示280。另选地,显示的步骤280也可以在重新考虑图像场景的步骤260之前执行。但是这样会不利地导致在纹理中的“漏洞”。
[0077]图7b是为例示用于选择从服务器请求的数据文件的根据本发明的方法100的示例性实施方式的流程图。
[0078]该方法开始于考虑210当前图像场景。然后根据本发明,针对当前图像场景的几何数据,例如DEM或DTM高程数据,被加载120至如设备的缓存器中。特别地,几何数据被存储在该设备的数据存储系统并被提供至缓存器中。另选地,它可以从服务器上下载,其与纹理数据单独提供。
[0079]特别地,几何数据被存储在该设备的缓存器的索引区段中,独立于该渲染数据的结构,例如根据最近最少使用策略(LRU缓存)来缓存。它也可能涉及在不同区段的边界上复制高程数据。存储几何数据的这种方式可以允许更快的高程查询,例如对没有被分配高度信息的特征(如图标或矢量数据)定位。
[0080]然后,基于所加载的几何数据,在当前图像场景中可见并需要被显示的纹理数据被确定130。特别地,隐藏在几何数据的可显示特征(如建筑物)背后,或在丘陵地形的高程背后的纹理将不会被显示,因此不需要被加载。例如,可以使用高程数据用于对纹理区块包围区域的改进的估计,以检查区块的可见性。
[0081]可选地,在步骤135中还确定所需要的纹理数据的细节等级。这可以根据相对于图像场景的虚拟相机的位置的、各纹理数据的高程进行计算。越靠近相机位置的纹理通常优选以越高的细节等级显示。高程根据几何数据知道。这个步骤防止了具有不合适的细节等级的纹理数据的数据文件的可扩展的传输消耗,从而帮助进一步减少数据流量。
[0082]基于确定步骤130、135,包含处于正确细节等级的所需纹理数据的数据文件150被选择140以下载,然后从服务器被下载150 (显然,另选地,该文件也可以根据设备请求而被服务器上载至该设备)。随着正确的数据文件随后被提供在设备上,则进一步的重新考虑步骤是不必要的,并且该数据可以被渲染和并对用户显示180。由于没有数据文件的不必要的传输,采用这种方法可以大大减少数据流量。
[0083]渲染优选地还包括对几何的动态计算,以在不同细节等级在该表面上渲染纹理数据。这意味着根据输入的2D纹理区块及其基准坐标系和包围区域,根据高程数据计算出顶点坐标、纹理坐标以及索引缓冲。这使得能够进行动态的地图数据的“重投影”,例如当放大同一区域时;并支持直接在相同图像场景中渲染具有不同来源基准坐标系的纹理数据,即,如果纹理区块的坐标系不同于几何数据的坐标系,则涉及“重新投影”相应的区块包围区域。为了减少数据流量,这些计算优选由移动设备的计算单元(例如图形处理单元(GPU))执行。因而,仅需要传输一个细节等级的几何。
[0084]根据服务器上的几何数据的尺寸和分辨率,还可以存在高度图的加载(LODing):当通过纹理细节等级(例如0-18等级)缩放时,可选地一些高度图几何等级(如等级8和等级12)可以被中途加载。
[0085]特别地如果数据连接缓慢并且所下载的纹理数据的显示被延迟,则为了避免图像场景中的漏洞,可以在几何数据上渲染默认表面纹理并显示。特别地,默认表面纹理可以包括由该几何数据提供的信息,诸如等高线,用于根据由几何数据提供的高程值创建轮廓图或进行着色。着色可以包括阴影效果或用于创建高度图的RGB颜色编码。
[0086]利用本发明,还可以组合来自不同来源的几何数据并使用合并后的几何数据来选择要下载的数据文件。特别地,存储于移动设备上的现有的全局几何数据可由用户添加的内容补充。这在图8中示出,图像场景20显示了图4b的具有高程数据以及附加高程数据29的表面25的部分。如在此示出的,特定区域的高精度、高密度的高程数据(例如,用于在公路建设项目中要完成的开挖作业)可以与预存储的高程数据合并。合并后的数据然后优选地可以被使用以确定为了(仅)显示必要的纹理数据需要传输哪些数据文件。在纹理被应用之后,合并后的数据对于最终用户而言被视为来源于单个几何来源。
[0087]来源纹理区块可以具有不同的基准坐标系,并且在不同的目标基准坐标系中被显示。该目标基准坐标系可以在“飞行中”发生改变。
[0088]所计算出的几何的顶点的密度取决于来源基准坐标系的类型及其与目标基准坐标系的不同程度的多少,和所需的显示精度。
[0089]尽管本发明如上图所描述,部分参考了一些优选的实施方案,必须了解,可以实施多种的修改以及实施方案不同特征的组合。所有这些修改都落入所附的权利要求的范围中。
【主权项】
1.一种从服务器计算机(40)向移动客户端设备(30)提供数据文件组的方法(100),该数据文件组包括:与图像场景(20)中的三维表面(25)的一部分关联的纹理数据(21-23),其中 籲该图像场景(20)由观察点和视向和/或视角限定, 籲该数据文件组是存储在所述服务器计算机(40)上的数据文件的子集,以及 籲每个数据文件包括处于多个不同细节等级(331-335)之一的纹理数据(21-23), 其特征在于, 该方法(100)包括以下步骤: 籲在移动客户端设备(30)的存储器中提供几何数据,该几何数据与该图像场景(20)的三维表面关联; 籲选择具有纹理数据(21-23)的数据文
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