[发明专利]顾及线宽一致性的矢量地图线符号半燕尾形箭头绘制方法

权利要求书

1.一种顾及线宽一致性的矢量地图线符号半燕尾形箭头绘制方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1、对矢量线要素的坐标序列进行初始化，设置以像素为单位的屏幕线宽，设置起点和终点处是否绘制半燕尾形箭头；

步骤2、构建矢量线要素的世界坐标系和屏幕坐标系之间的转换规则，通过此规则将屏幕线宽转换为世界坐标系的线宽，根据此世界坐标系线宽：顺序遍历矢量线要素的每个坐标，由线生成三角形集合，其中每个三角形的每个顶点都具有沿线走向的U值和垂直线走向的V值，并且每个顶点还具有一个缩放方向向量D值；对矢量线要素的起点和终点分别进行膨胀操作和协议标记；

所述矢量线要素的起点膨胀操作：矢量线要素的起点逆着线走向扩张1.5个线宽，再垂直于线走向分别向两侧扩张1.5个线宽，由此形成两个点；矢量线要素的起点顺着线走向扩张1.5个线宽，再垂直于线走向分别向两侧扩张1.5个线宽，由此再形成两个点；此四个点构成以三个线宽为边长的正方形，即起点处的膨胀正方形；

所述矢量线要素的终点膨胀操作：矢量线要素的终点逆着线走向扩张1.5个线宽，再垂直于线走向分别向两侧扩张1.5个线宽，由此形成两个点；矢量线要素的终点顺着线走向扩张1.5个线宽，再垂直于线走向分别向两侧扩张1.5个线宽，由此再形成两个点；此四个点构成以三个线宽为边长的正方形，即终点处的膨胀正方形；

所述矢量线要素的起点协议标记：起点膨胀正方形中逆着线方向膨胀出来的两个点，其U值均为-2.0；起点膨胀正方形中顺着线方向膨胀出来的两个点，其U值均为-1.0；起点膨胀正方形中位于线走向右侧的两个点V值为0，左侧的两个点V值为1；

所述矢量线要素的终点协议标记：终点膨胀正方形中逆着线方向膨胀出来的两个点，其U值均为-10.0；终点膨胀正方形中顺着线方向膨胀出来的两个点，其U值均为-11.0；终点膨胀正方形中位于线走向右侧的两个点V值为0，左侧的两个点V值为1；

区分起点和终点：线要素中既不是起点也不是终点部分的U值均为大于等于0，起点和终点部分的膨胀正方形U值均小于0，其中起点处的U值大于等于-2.0，而终点处的U值小于-2.0；

步骤3、组装GPU着色器的状态协议：该状态协议包括两个层次，一个是顶点层，包括U值、V值、缩放方向D值，另一个是结构层，包括最大线宽M值、地图比例缩放S值、起点标记CB值、终点标记CE值；

A.最大线宽M值是世界坐标系的线宽；

B.地图比例缩放S值是随着地图比例尺缩放动态更新的比例值；

C.起点标记CB值和终点标记CE值：是对应于是否绘制半燕尾形箭头的浮点数值，等于0表示不绘制半燕尾形箭头，小于0表示绘制左侧半燕尾形箭头，大于0表示绘制右侧半燕尾形箭头；

D.状态协议：按照U值、V值、D值、M值、S值、CB值、CE值进行组织，其中U值和V值是一维浮点数、D值是二维浮点数、M值和S值是一维浮点数、CB值和CE值也是一维浮点数，将U值、V值、D值按序组织成四维向量，将M值、S值、CB值、CE值按序组织成四维向量，最终形成的状态协议由两个向量构成：U-V-D四维向量和M-S-CB-CE四维向量；

步骤4、在CPU中获取初始的世界坐标系线宽和地图比例尺缩放系数，并分别按照状态协议中的M值、S值、CB值和CE值传递到GPU中，由此在GPU着色器中解析状态协议中的U值、V值、D值、M值、S值、CB值、CE值，动态计算当前半燕尾形箭头需要绘制的像素位置，对起点和终点进行半燕尾形箭头腐蚀操作，并完成绘制：

A.将起点处的膨胀正方形的四个点U值统一加上1.0，形成一个0.0到-1.0的区间；将终点处的膨胀正方形的四个点U值统一加上10.0，形成一个0.0到-1.0的区间；

B.根据线的走向将半燕尾箭头分为左侧半燕尾箭头和右侧半燕尾箭头；

B1.左侧半燕尾箭头：首先腐蚀的部分，其次，针对的部分，依据U值V值的关系进行划分，按照-2/3的斜率，对的部分进行腐蚀，剩下的部分再依据斜率-3/2来进行划分，腐蚀的部分；根据最终腐蚀剩下的部分，完成左侧半燕尾箭头的绘制；

B2.右侧半燕尾箭头：首先腐蚀的部分，其次，针对的部分，依据U值V值的关系进行划分，按照2/3的斜率，对的部分进行腐蚀，剩下的部分再依据斜率3/2，腐蚀的部分；根据最终腐蚀剩下的部分，完成右侧半燕尾形箭头的绘制。