一种三维空间数据的渲染方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种三维空间数据的渲染方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着计算机图形学、三维仿真技术以及虚拟现实技术的飞速发展，传统的二维电子地图被注入了新的活力，承载在互联网上的三维电子地图正成为电子地图发展的一个重要方向。
[0003]目前三维电子地图的一般做法是以二维电子地图中的卫片和高程数据为蓝本，先构造出三维的地球空间，然后在此基础上再叠加或替换三维模型数据，基于航拍三维模型的三维电子地图更是如此，这里便涉及到一个场景过渡和拼接的问题。由于出于国家安全方面的考虑，为防止基础地理信息外泄，法律规定所有发布或出版的民用地图都需要对真实坐标进行人为的加偏处理，而这个加偏并不是线性的加偏，所以全国各地的偏移情况都会有所不同。这就给上述三维场景的过渡和拼接带来问题，一方面，卫片和高程数据是经过国家测绘部门进行加密过的，另一方面，航拍三维模型数据生成过程需要严格保证坐标的准确和一致性，否则重建出的三维模型将发生变形甚至无法重建成功。为解决这一矛盾，一种方法是在重建之前人工基于经验选取和标定若干控制点，保证在这些控制点上重建出来的三维模型数据和偏转的二维卫片和高程数据匹配的上，然后通过内插值方法“纠偏”重建后三维模型数据。在此过程中，控制点的选取非常重要，它将直接影响三维模型数据“纠偏”后与偏转的二维卫片和高程数据匹配成功与否。
[0004]在对现有技术的研宄和实践过程中，本发明的发明人发现，这种方法由于引入过多的人工干预，增大了模型制作的不确定因素和数据制作的复杂度，数据制作的精度不高，且不利于大规模自动化作业。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种三维空间数据的渲染方法及装置，旨在保证数据显示精度的前提下，消除了人工干预，降低模型制作的不确定因素和数据制作的复杂度。
[0006]为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案:
[0007]一种三维空间数据的渲染方法，其中包括:
[0008]建立第一四叉树和第二四叉树，所述第一四叉树用于更新和渲染二维卫片和高程数据，所述第二四叉树用于更新和渲染航拍三维模型数据；
[0009]基于所述第一四叉树和第二四叉树获取三维空间数据，所述三维空间数据包括二维卫片、高程数据以及航拍三维模型数据；
[0010]获取所述第一四叉树和第二四叉树的节点所对应的节点辅助信息和地形块偏移信息，其中所述节点辅助信息指示所述节点对应的数据类型，所述地形块偏移信息用于修正该地形块所对应的航拍三维模型数据绘制的实际位置；
[0011]基于所述第一四叉树和所述第二四叉树，根据所述节点辅助信息和地形块偏移信息，对所述三维空间数据进行渲染。
[0012]为解决上述技术问题，本发明实施例还提供以下技术方案:
[0013]—种三维空间数据的渲染装置，其中包括:
[0014]建立模块，用于建立第一四叉树和第二四叉树，所述第一四叉树用于更新和渲染二维卫片和高程数据，所述第二四叉树用于更新和渲染航拍三维模型数据；
[0015]第一获取模块，用于基于所述第一四叉树和第二四叉树获取三维空间数据，所述三维空间数据包括二维卫片、高程数据以及航拍三维模型数据；
[0016]第二获取模块，用于获取所述第一四叉树和第二四叉树的节点所对应的节点辅助信息和地形块偏移信息，其中所述节点辅助信息指示所述节点对应的数据类型，所述地形块偏移信息用于修正该地形块所对应的航拍三维模型数据绘制的实际位置；
[0017]数据渲染模块，用于基于所述第一四叉树和所述第二四叉树，根据所述节点辅助信息和地形块偏移信息，对所述三维空间数据进行渲染。
[0018]相对于现有技术，本实施例，建立第一四叉树和第二四叉树的双四叉树结构，并设置第一四叉树用于更新和渲染二维卫片和高程数据所构成的三维地球空间，第二四叉树用于更新和渲染航拍三维模型数据；且根据双四叉树节点所对应的节点辅助信息和地形块偏移信息，对所述三维空间数据进行渲染。本实施例在双四叉树情况下，通过两棵树并行且根据节点辅助信息和地形块偏移信息进行更新和绘制，彼此相互独立，使得航拍三维模型数据可以叠加在经坐标加密偏转后的二维卫片和高程数据之上同时绘制，从而在三维电子地图的场景过渡和拼接过程中，在保证数据显示精度的前提下，消除了人工干预，降低模型制作的不确定因素和数据制作的复杂度。
【附图说明】
[0019]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
[0020]图1是本发明第一实施例提供的三维空间数据的渲染方法的流程示意图；
[0021]图2a为本发明第二实施例提供的三维空间数据的渲染方法的流程示意图；
[0022]图2b为本发明第二实施例中墨卡托投影下卫片细节层次模型处理的示意图；
[0023]图3a为本发明第三实施例提供的三维空间数据的渲染方法的流程示意图；
[0024]图3b和图3c为本发明第三实施例中基于航拍三维模型的三维电子地图的场景示意图；
[0025]图4为本发明第四实施例提供的三维空间数据的渲染装置的结构示意图；
[0026]图5为本发明第五实施例提供的三维空间数据的渲染装置的结构示意图；
[0027]图6为本发明第六实施例提供的服务器的结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本发明的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本发明具体实施例，其不应被视为限制本发明未在此详述的其它具体实施例。
[0029]在以下的说明中，本发明的具体实施例将参考由一部或多部计算机所执行的步骤及符号来说明，除非另有述明。因此，这些步骤及操作将有数次提到由计算机执行，本文所指的计算机执行包括了由代表了以一结构化型式中的数据的电子信号的计算机处理单元的操作。此操作转换该数据或将其维持在该计算机的内存系统中的位置处，其可重新配置或另外以本领域测试人员所熟知的方式来改变该计算机的运作。该数据所维持的数据结构为该内存的实体位置，其具有由该数据格式所定义的特定特性。但是，本发明原理以上述文字来说明，其并不代表为一种限制，本领域测试人员将可了解到以下所述的多种步骤及操作亦可实施在硬件当中。
[0030]本发明的原理使用许多其它泛用性或特定目的运算、通信环境或组态来进行操作。所熟知的适合用于本发明的运算系统、环境与组态的范例可包括(但不限于)手持电话、个人计算机、服务器、多处理器系统、微电脑为主的系统、主架构型计算机、及分布式运算环境，其中包括了任何的上述系统或装置。
[0031]本文所使用的术语「模块」可看做为在该运算系统上执行的软件对象。本文所述的不同组件、模块、引擎及服务可看做为在该运算系统上的实施对象。而本文所述的装置及方法优选的以软件的方式进行实施，当然也可在硬件上进行实施，均在本发明保护范围之内。
[0032]而且本文所使用的词语“优选的”意指用作实例、示例或例证。奉文描述为“优选的”任意方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更有利。相反，词语“优选的”的使用旨在以具体方式提出概念。如本申请中所使用的术语“或”旨在意指包含的“或”而非排除的“或”。即，除非另外指定或从上下文中清楚，“X使用A或B”意指自然包括排列的任意一个。即，如果X使用A ;X使用B ;或X使用A和B 二者，则“X使用A或B”在前述任一示例中得到满足。
[0033]而且，尽管已经相对于一个或多个实现方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本公开包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件(例如元件、资源等)执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本公开的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。此外，尽管本公开的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或多个其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在【具体实施方式】或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。
[0034]第一实施例
[0035]请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的三维空间数据的渲染方法的流程示意图。所述方法包括:
[0036]在步骤SlOl中，建立第一四叉树和第二四叉树，所述第一四叉树用于更新和渲染二维卫片和高程数据，所述第二四叉树用于更新和渲染航拍三维模型数据。
[0037]在步骤S102中，基于所述第一四叉树和第二四叉树获取三维空间数据，所述三维空间数据包括二维卫片、高程数据以及航拍三维模型数据。
[0038]其中，所述步骤SlOl与步骤S102可具体为:
[0039]可以理解的是，所述三维空间数据的渲染方法可基于一服务器上运行，建立第一四叉树和第二四叉树，并设置其中第一四叉树专门负责更新和渲染二维卫片和高程数据所构成的三维地球空间，第二四叉树专门负责更新和渲染航拍三维模型数据；在双四叉树情况下，通过两棵树并行进行更新和绘制，彼此相互独立，使得航拍三维模型数据可叠加在经坐标加密偏转后的二维卫片和高程数据之上同时绘制。
[0040]进一步的，四叉树(quad-tree)是一种数据结构，是一种每个节点最多有四个子树的数据结构。是二维地图中组织和定位地图图片的最佳方式，在二维空间中，平面像素可以重复的被分为四部分，树的深度由图片、计算机内存和图形的复杂度决定。其中，二维卫片是指在二维空间中，利用卫星遥感监测等技术手段制作的叠加监测信息及有关要素后形成的专题影像图片。
[0041]在步骤S103中，获取所述第一四叉树和第二四叉树的节点所对应的节点辅助信息和地形块偏移信息，其中所述节点辅助信息指示所述节点对应的数据类型，所述地形块偏移信息用于修正该地形块所对应的航拍三维模型数据绘制的实际位置。
[0042]在步骤S104中，基于所述第一四叉树和所述第二四叉树，根据所述节点辅助信息和地形块偏移信息，对所述三维空间数据进行渲染。
[0043]其中，所述步骤S103与步骤S104可具体为:
[0044]需要说明的是，无论是第一四叉树还是第二四叉树，其上的每一个节点除了有相应的三维空间数据与之对应，还会携带节点辅助信息与之对应，节点辅助信息中指示节点对应的数据类型，也就是说指明了对应节点可获得的数据类型(即是二维卫片和高程数据，还是航拍三维模型数据，还是两者都有)。
[0045]同时，每一个节点上还包含有对应地形块的偏移信息。地形块偏移信息记录的是基于坐标加密算法计算出的地形块内所有均匀采样点处的最大坐标偏移值。该地形块偏移信息在该地形块存在航拍三维模型数据时，用于修正该地形块所对应的航拍三维模型数据绘制的实际位置。
[0046]