[发明专利]一种三维透视投影场景中保持图形对象等像素面积显示的方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维态势显示技术领域，特别是涉及一种三维透视投影场景中保持图形对象等像素面积显示的方法。

背景技术

在各种仿真与应用信息系统中，通过实时访问遥感/侦察影像、数字高程模型、矢量地形图等地理空间数据，在空间范围进行剪裁，融合成所属区域的栅格图像数据，构建具备真实感的三维场景；通过雷达、电子侦察等传感器的探测、处理，将空中飞行的飞机，海面上航行的舰船，陆地上运动的车辆等动目标，在三维场景中进行显示,同时在三维场景中还需表达一些图标、文字、矢量图形、模型等信息，如在三维场景中静态显示机场图标、建筑标记、热点注记等，在实际的使用过程中，往往会要求这些三维图形在透视投影模式下保持等像素面积变化，不随观察位置和观察视角的变化而变化。

传统的方式是使用正交投影，但使用正交投影方式会导致物体没有深度信息，缺乏三维立体感，如图3所示。除了上述的使用正交投影方法外，还可使用动态更换纹理或重新构建图形的方法，但上述方法在显示效率上存在较大开销，并且过渡效果不平稳，容易出现跳变现象。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够保证图形对象的三维立体效果，运算效率高，不会出现像素面积跳跃现象的三维透视投影场景中保持图形对象等像素面积显示的方法。

本发明所述的三维透视投影场景中保持图形对象等像素面积显示的方法，包括以下的步骤：

S1：获取图形对象的位置与姿态，包括经纬度、高度、航向角、俯仰角、横滚角等，并将其转换为笛卡尔坐标系下的世界坐标V：

V＝{x，y，z}，其中x、y、z分别表示世界坐标中的坐标值，单位为米；

S2：获取视口的视角信息Fov与宽高信息Width与Height：

Fov单位为度，取值范围为[0,45]；Width与Height的单位为像素；

S3：根据图形对象的深度信息(即世界坐标V中的z分量)，利用Fov与Height静态不变的特点，通过等比变换计算出比例系数Scale，计算过程如式(1)所示：

Scale=fabs(tan(Fov*π360)*V.zHeight*2)---(1)]]>

其中，V.z为步骤S1中得到的世界坐标V中的z分量(该分量表达了深度信息)；

S4：根据式(2)计算放缩矩阵Mat_scale：