[发明专利]一种三维模型中模拟人物行走所见的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维模型中模拟人物行走所见的方法。

背景技术

相比于二维GIS（地理信息系统），三维GIS的空间信息的展示更为直观。从人们懂得通过空间信息来认识和改造世界开始，空间信息主要是以图形化的形式存在的。然而，用二维的图形界面展示空间信息是非常抽象的，只有专业的人士才懂得使用。相比二维GIS，三维GIS为空间信息的展示提供了更丰富、逼真的平台，使人们将抽象难懂的空间信息可视化和直观化，人们结合自己相关的经验就可以理解，从而做出准确而快速的判断。毫无疑问，三维GIS在可视化方面有着得天独厚的优势。虽然三维GIS的动态交互可视化功能对计算机图形技术和计算机硬件也提出了特殊的要求，但是一些先进的图形卡、工作站以及带触摸功能的投影设备的陆续问世，不仅完全可以满足三维GIS对可视化的要求，还可以带来意想不到的展示和体验效果。

此外，三维GIS的多维度空间分析功能更加强大。空间信息的分析过程，往往是复杂、动态和抽象的，在数量繁多、关系复杂的空间信息面前，二维GIS的空间分析功能常具有一定的局限性，如淹没分析、地质分析、日照分析、空间扩散分析、通视性分析等高级空间分析功能，二维GIS是无法实现的。由于三维数据本身可以降维到二维，因此三维GIS自然也能包容二维GIS的空间分析功能。三维GIS强大的多维度空间分析功能，不仅是GIS空间分析功能的一次跨越，在更大程度上也充分体现了GIS的特点和优越性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维模型中模拟人物行走所见的方法，通过平面要素层的分块划分和几何点面间的overlap操作，在三维地理信息系统中快速高效的模拟三维场景中的人物漫游过程。

为了实现发明目的，所述方法包括以下步骤：

S1.准备及获取所需要显示的三维模型的数据，所述数据包括将构造成的多层带地理属性的面要素层中的每层进行分块而形成的所有面要素文件；

S2.接收程序调用的指令，根据程序实际需要设置人物的初始坐标（x，y，z），以及初始与正北的朝向角度theta，并根据用户机器硬件数据设置最大显示半径R；

S3.以任务当前坐标为中心，使用三维图像引擎显示半径为R的人物可视的区域；

S4.根据用户输入确定人物移动中心点的坐标；

S5.回到步骤S3，否则结束；其中，

所述步骤S4进一步包括：

S41.通过外部输入设备接收用户输入信号;

S42.根据所述输入信号更改计算人物可能平面坐标（xt+deltax，yt+deltay）;

S43.以（xt+deltax，yt+deltay，z）为中心搜索对应的所述所有面要素文件;

S44.通过overlap方法逐层判断中心坐标（xt+deltax，yt+deltay，z）是否落在该层面要素上，一旦为是则停止判断;

S45.根据所在面要素的特性更改坐标，将新坐标（xt+deltax’，yt+deltay’，zt+deltaz’）存入人物当前坐标（xt，yt，zt），所述面要素特性对于坐标的影响需要根据程序定义。

所述步骤S1进一步包括：

S11.获取所需要显示的三维模型及三维图形图像显示引擎；

S12.获取所需显示地区的平面图；

S13.使用所述平面图，根据程序实际需要构建多层带地理信息属性的面要素层，并添加移动特性字段；

S14.通过拓扑验证要素保证数据间无逻辑错误；

S15.将构建成功的每层带地理信息属性的面要素层进行分块，以其层数与x、y坐标范围联合作为各块的文件名。

在上述步骤S41中，所述外部输入设备包括鼠标、键盘或其它交互式设备。

在上述步骤S42、S43中，所述deltax与deltay根据程序需要设定。

在所述步骤S13中，所述根据程序实际需要构建多层带地理信息属性的面要素层，并添加移动特性字段包括：

将第一层构建为阻碍视线层，特性字段为N_vw；将第二层构建为不可移动层，特性字段为N_Mv;将第三层构建为平面移动层，特性字段为Prll_Mv;将第四层构建为楼梯移动层，特性字段为Vrtcl_Mv，所述楼梯移动层的特性字段需要添加竖直移动分量deltaz字段。

本发明通过对平面要素层的分块划分以及几何点面间的overlap操作，在三维地理信息系统中可快速高效地模拟三维场景中的人物漫游过程，对三维地理信息系统的开发具有重要的实践意义。