虚拟相机的位置观察到的三维地球模型的第I可视区域的地理坐标范围。
[0036]比较图2和图3可以看出，在图2中，虚拟相机相对于三维地球模型的距离较远，因此，三维地球模型位于虚拟相机的可视区域的地理坐标范围较大；而在图3中，虚拟相机相对于三维地球模型的距离较近，因此，三维地球模型位于虚拟相机的可视区域的地理坐标范围较小。也就是说，虚拟相机相对于三维地球模型的距离越近，三维地球模型位于虚拟相机的可视区域的地理坐标范围越小。
[0037]S4，对所述第I可视区域的地理坐标范围进行预设幅度的扩充，得到第2地理坐标范围；
[0038]本步骤中，对第I可视区域的地理坐标范围进行一定幅度的扩充，主要目的为:当虚拟相机相对于三维地球模型的姿态进行小幅度调整时，不需要重新加载与可视区域相关的气象场景，即可直接输出三维气象场景，进一步提高三维气象场景输出效率。
[0039]例如，对于画面输出分辨率WXH，考虑亚像素级别的渲染等，数据处理以及图形图像转化的目标固定为2WX2H，可以满足不同视界需求。当然，对第I可视区域的地理坐标范围进行扩充的具体幅度值，根据实际需求灵活调整，本发明对此并不限制。
[0040]S5，读取SI配置得到的所述气象数据源，获得所述第2地理坐标范围包含的所有的气象数据集合；
[0041]S6，对所述气象数据集合中的气象数据进行预处理后，将处理后的气象数据进行图形图像转化，得到三维地球场景中的气象图形图像；然后，渲染输出三维气象场景图像。
[0042]本步骤具体可采用两种方式实现:
[0043]方式一:
[0044]对所述气象数据集合中的气象数据进行必要的插值计算和图形图像处理，生成纹理图像或图形；然后，将所述纹理图像或图形变换到所述三维地球模型的对应地理位置；然后，仅将包含三维地球模型和所述纹理图像或图形的三维气象场景渲染输出。
[0045]需要强调的是，不同类型的气象数据所采用的图形图像算法是不同的，同一类的气象数据也可能采用不同的算法或方法生成不同的效果。
[0046]方式二:
[0047]对所述气象数据集合中的气象数据进行三维建模，并输出建模得到的气象数据模型。
[0048]本步骤两种方式可总结为:将处理后的气象数据进行图形图像转化时，比如，通过数值-颜色映射生成纹理图像或图形，或者，根据处理后气象数据直接三维建模等。这一步所进行的操作仅限于视界范围，而不需要针对全数据经玮度范围，有效减少了构建的三角面片/顶点数。此外，本发明，仅将视界范围的图形图像转化，减少了渲染引擎背面剔出等操作。
[0049]综上所述，本发明提供的气象元素在三维地球模型的快速显示和绘制方法，通过可视区域的界定，仅将与可视区域相关的气象数据进行必要的处理和输出，可有效提高三维气象模型交互显示速度，增强用户使用体验。
[0050]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种气象元素在三维地球模型的快速显示和绘制方法，其特征在于，包括以下步骤: SI，配置气象数据源；所述气象数据源中存储每个气象数据与其所在的世界地理坐标的对应关系； S2，在虚拟空间创建三维地球模型以及虚拟相机； S3，当所述虚拟相机相对于所述三维地球模型被调整到特定的位置和姿态时，根据所述虚拟相机的特定位置和姿态，确定从所述虚拟相机的位置观察到的所述三维地球模型的第I可视区域的地理坐标范围； S4，对所述第I可视区域的地理坐标范围进行预设幅度的扩充，得到第2地理坐标范围； S5，读取SI配置得到的所述气象数据源，获得所述第2地理坐标范围包含的所有的气象数据集合； S6，对所述气象数据集合中的气象数据进行预处理后，将处理后的气象数据进行图形图像转化，得到三维地球场景中的气象图形图像；然后，渲染输出三维气象场景图像。
2.根据权利要求1所述的气象元素在三维地球模型的快速显示和绘制方法，其特征在于，SI中，所述气象数据源为数据库或数据文件。
3.根据权利要求1所述的气象元素在三维地球模型的快速显示和绘制方法，其特征在于，S3中，所述虚拟相机的特定位置和姿态包括:虚拟相机与三维地球模型的相对位置、虚拟相机的视线方向和相机偏转角。
4.根据权利要求1所述的气象元素在三维地球模型的快速显示和绘制方法，其特征在于，S6具体为: 对所述气象数据集合中的气象数据进行必要的插值计算和图形图像处理，生成纹理图像或图形；然后，将所述纹理图像或图形变换到所述三维地球模型的对应地理位置；然后，仅将包含三维地球模型和所述纹理图像或图形的三维气象场景渲染输出。
5.根据权利要求4所述的气象元素在三维地球模型的快速显示和绘制方法，其特征在于，对所述气象数据集合中的气象数据进行必要的插值计算和图形图像处理，具体为: 不同类型的气象数据采用相同或不相同的图形图像算法进行处理；同一类型的气象数据采用相同或不相同的图形图像算法进行处理。
6.根据权利要求1所述的气象元素在三维地球模型的快速显示和绘制方法，其特征在于，S6具体为:对所述气象数据集合中的气象数据进行三维建模，并输出建模得到的气象数据模型。
【专利摘要】本发明提供一种气象元素在三维地球模型的快速显示和绘制方法，包括以下步骤：当虚拟相机相对于三维地球模型被调整到特定的位置和姿态时，确定从虚拟相机的位置观察到的三维地球模型的第1可视区域的地理坐标范围；对第1可视区域的地理坐标范围进行预设幅度的扩充，得到第2地理坐标范围；获得第2地理坐标范围包含的所有的气象数据集合；对气象数据集合中的气象数据进行预处理后，将处理后的气象数据进行图形图像转化，得到三维地球场景中的气象图形图像；然后，渲染输出三维气象场景图像。优点为：通过可视区域的界定，仅将与可视区域相关的气象数据进行必要的处理和输出，可有效提高三维气象模型交互显示速度，增强用户使用体验。
【IPC分类】G06T17-00
【公开号】CN104867181
【申请号】CN201510293523
【发明人】朱定真, 王新, 郑巍, 李孟頔, 陈琛, 赵晨楠, 康庄, 凌柏, 高义梅, 张旭
【申请人】华风气象传媒集团有限责任公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月1日