[发明专利]一种基于着色器实时表现气象变化的虚拟仿真系统和方法

权利要求书

1.一种基于着色器实时表现气象变化的虚拟仿真系统，其特征在于，包括：天气数据获取模块，天气数据参数化模块，三维植被模型模块，三维模型渲染模块，输出模块，其中，

所述天气数据获取模块用于获取指定地区的天气数据；

所述天气数据参数化模块将所述天气数据获取模块获取的天气数据进行参数化处理得到参数字符串；

所述三维植被模型模块包含至少一个三维植被模型及其相应的纹理贴图；

所述三维模型渲染模块包含三维引擎，所述三维引擎包含着色器；所述三维引擎将所述三维植被模型置于天空下或者大地上构成三维场景；所述着色器内包含参数解析函数，颜色映射函数、纹理映射函数、UV计算函数、顶点计算函数、光照计算函数；所述参数解析函数接收并解析所述天气数据参数化模块传来的参数字符串，并将解析出来的参数赋值给所述颜色映射函数、所述纹理映射函数、所述UV计算函数、所述顶点计算函数相应的参数；所述三维模型渲染模块获取材质对象，并将所述材质对象应用于所述三维植被模型上；所述着色器在所述参数字符串的约束下对所述三维植被模型进行顶点和像素表现的计算和映射，获得不同季节下植被的不同颜色表现、不同风力风向下不同的植被摆动大小和摆动方向、不同雨量下不同的植被水滴表现、不同露量下不同的植被水滴表现、不同霜量下不同的植被霜表现、不同雪量下不同的植被雪表现，将所述颜色表现、植被摆动大小和摆动方向、植被水滴表现、植被霜表现、植被雪表现进行混合计算，获得不同气象条件下植被的不同表现；

所述输出模块用于将经所述三维模型渲染模块渲染的所述三维场景输出至显示界面。

2.根据权利要求1所述的一种基于着色器实时表现气象变化的虚拟仿真系统，其特征在于，所述天气数据获取模块为实时获取天气数据，所述天气数据参数化模块为实时参数化处理，所述三维模型渲染模块为实时渲染。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于着色器实时表现气象变化的虚拟仿真系统，其特征在于，所述三维模型渲染模块中的所述着色器采用CG、GLSL、HLSL之一进行编写。

4.一种基于着色器实时表现气象变化的虚拟仿真方法，其特征在于，步骤如下：

S1开始；

S2获取指定地区的天气数据；

S3将天气数据参数化处理为参数字符串；

S4将参数字符串传递给着色器；

S5将三维植被模型及纹理贴图导入三维引擎；

S6三维引擎获取三维植被模型的材质对象；

S7三维引擎对三维场景进行渲染处理；

S8输出渲染结果；

S9结束；

其中，所述步骤S4中的所述着色器为一段程序，所述着色器内包含颜色映射函数、纹理映射函数、UV计算函数、顶点计算函数、光照计算函数、参数解析函数，所述参数解析函数将所述步骤S3中的所述参数字符串进行解析，用解析出来的参数给所述颜色映射函数、所述纹理映射函数、所述UV计算函数、所述顶点计算函数相应的参数赋值；所述步骤S7三维引擎对三维场景进行渲染处理，所述着色器在所述参数字符串的约束下对所述三维植被模型进行顶点和像素表现的计算和映射，获得不同季节下植被的不同颜色表现、不同风力风向下不同的植被摆动大小和摆动方向、不同雨量下不同的植被水滴表现、不同露量下不同的植被水滴表现、不同霜量下不同的植被霜表现、不同雪量下不同的植被雪表现，将所述颜色表现、植被摆动大小和摆动方向、植被水滴表现、植被霜表现、植被雪表现进行混合计算，获得不同气象条件下植被的不同表现。

5.根据权利要求4所述的一种基于着色器实时表现气象变化的虚拟仿真方法，其特征在于，所述步骤S2获取指定地区的天气数据为实时获取天气数据；所述步骤S3将天气数据参数化处理为参数字符串为实时处理；所述步骤S7三维引擎对三维场景进行渲染处理为实时渲染。

6.根据权利要求4或5所述的一种基于着色器实时表现气象变化的虚拟仿真方法，其特征在于，所述着色器用CG、GLSL、HLSL之一进行编辑。