[发明专利]一种基于分块组织的多层次兵棋地图快速绘制方法

说明书

本发明涉及一种基于分块组织的多层次兵棋地图快速绘制方法，步骤为：创建六角网格模板块，计算六角网格模板块中所有顶点位置并存储；根据所需绘制的六角网格的分辨率，计算在X、Y方向上所需的拼接块数量；逐个绘制每个拼接块；本发明通过发掘六角网格在几何结构及材质属性上的可重用性特征，减少冗余计算，提高计算速度，使绘制大规模六角网格的速度达到实时。

技术领域

本发明属于计算机仿真技术和计算机图形技术领域，尤其涉及兵棋地图的基于分块组织的多层次结构的快速绘制。

背景技术

兵棋地图数字化处理是计算机兵棋系统实现中的重要环节。它对整个或者局部地形区域进行六角网格化，按照一定规则将地形信息转换为六角网格单元面或边的属性，以供兵棋棋子使用。在实际应用中，为准确反应地形信息，六角网格往往拥有大量的六边形单元，且拥有多种材质属性(颜色、线宽等)。大量不同材质的边、面绘制计算往往成为制约可视系统显示效率的瓶颈，而目前关于这方面的研究却非常有限。

传统的六角网格绘制方法是先计算所有六角格单元的中心点，然后为每个中心点计算对应的六个顶点，最后绘制连接六个顶点的线段。这种绘制方式简单但包含大量冗余操作。如中心点的计算和相邻六角网格单元边的重复计算等。设六角网格单元个数为N，传统方法需要计算6N个顶点和绘制12N条边。

为此，杨伦等人(杨伦,彭春光,黄健,黄柯棣.兵棋推演中地形量化算法研究与实现.计算机仿真.2008,25(9):96-99.)提出一种基于图元的六角网格加速绘制方法。它根据六角网格中的结构规律，提取包含4条边的图元，绘制时平移重复绘制图元。该方法能避免大量的冗余操作，其需要计算的顶点数为2N，绘制的总边数为3N。

六角网格也是计算机图形学中重要的几何组织结构。但目前的研究多集中在基于六角网格系统的直、曲线生成(刘勇奎,石教英.六角网格上的图形显示.计算机辅助设计与图形学学报.2004,16(3):331-336)、窗口裁剪(付文超.基于类直角坐标的六角网格系统下图形绘制及裁剪算法改进.暨南大学硕士学位论文，2011.)等基本几何算法的研究上。对六角网格本身的高效绘制较少研究。

六角网格绘制操作的效率对兵棋系统的可视化效率有很大影响。在高分辨率下，六角网格单元的数量巨大，且六角单元的面和边对应多种材质以表达复杂的地形信息。已有技术方法，受空间表达能力或计算能力的限制，不便于对这种大规模的复杂情况进行高效处理，计算效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于分块组织的多层次兵棋地图快速绘制方法，它通过发掘六角网格在几何结构及材质属性上的可重用性特征，减少冗余计算，提高计算速度，使绘制大规模六角网格的速度达到实时。

本发明是基于分块组织的多层次兵棋地图快速绘制方法，其步骤包括：

(1)创建模板块，计算模板块中所有顶点位置并存储；

(2)整个兵棋地图六角网格以块拼接的方式进行绘制。所需的拼接块依据模板块经平移、缩放变换得到。在本步骤中，根据所需绘制的兵棋地图六角网格在平面直角坐标系中沿X轴和沿Y轴方向上的单元数，确定在相邻平铺拼接方式下，X和Y方向上所需的拼接块数量；

(3)逐个绘制每个拼接块，即计算当前拼接块的平移、缩放变换参数，根据模板块顶点位置变换得到本拼接块的所有顶点位置；根据不同面、边材质属性，将本拼接块内的单元分组，为每一分组生成正常显示和层次细节(LOD)显示的顶点索引数组；若正常显示，则根据正常情况顶点索引数组，将相同材质的面、边集中绘制；若需要LOD显示，则计算LOD等级，根据LOD顶点索引数组，将相同材质的面、边集中绘制。

所述步骤(1)具体实现如下：