[发明专利]顾及线宽一致性的矢量地图圆形虚线符号绘制方法

权利要求书

1.一种顾及线宽一致性的矢量地图圆形虚线符号绘制方法，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，设置圆形虚线的虚实比例值；

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，以半个世界坐标系的线宽为单位，垂直于线走向分别向两侧进行扩张，连接相邻的扩张点生成三角形集合，其中每个三角形：每个顶点都具有沿线走向的U值和垂直线走向的V值，每个顶点都具有所属线段的正向标记P值和反向标记N值，每个顶点都具有一个缩放方向D值；在矢量线要素的所有拐角处进行对称三角化处理，通过四个点的P-N值来表达拐角；

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、正向标记P值、反向标记N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、实部比例P1值、虚部比例P2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.实部比例P1值是任意大于等于1.0的浮点数，代表圆形虚线符号中需要填充颜色的长度，在传递给状态协议之前需要进行线宽映射，即将原始的P1值与线宽相除得到新的P1值；

D.虚部比例P2值是任意大于0.0的浮点数，代表圆形虚线符号中不需要填充颜色的长度，在传递给状态协议之前需要进行线宽映射，即将原始的P2值与线宽相除得到新的P2值；

E.状态协议：按照U值、V值、D值、P值、N值、M值、S值、P1值、P2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、P值和N值是一维浮点数、M值和S值是一维浮点数、P1值和P2值是一维浮点数，将U值、V值、D值按序组织成四维向量，将P值、N值按序组织成为二维向量，将M值、S值、P1值、P2值按序组织成四维向量，最终形成的状态协议由三个向量构成：U-V-D四维向量、P-N二维向量和M-S-P1-P2四维向量；

步骤4、在CPU中获取初始的世界坐标系线宽、地图比例尺缩放系数、虚实比例值，并分别按照状态协议中的M值、S值、P1值、P2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、P值、N值、D值、M值、S值、P1值、P2值，动态计算当前线宽在屏幕上需要绘制的像素位置，并完成绘制：

A.在GPU中根据状态协议U-V-D四维向量、P-N二维向量、M-S-P1-P2四维向量获取相应的信息，解析正向标记P值和反向标记N值；当P值大于等于0时，则处于绘制线段阶段，当P值小于0时，则处于绘制拐角阶段；

B.根据U值、P1值、P2值来判断实部和虚部：

SegU＝U-[U/(P1+P2)]*(P1+P2)；

其中，U表示当前位置的U值，P1+P2表示实部加上虚部的总长，[U/(P1+P2)]表示U值除以总长得到的值再取整，SegU是指当前位置在P1+P2总长中的距离；如果SegU小于等于P1则处于实部，需要绘制，如果SegU大于P1则处于虚部，不需要绘制；

C.利用P值N值组合来判断是否处于拐角边界，根据状态协议：当P值大于0，N值等于0时，待绘制位置处于拐角的起始边界；当P值等于0，N值大于0时，待绘制位置处于拐角的终止边界；当P值小于0，N值小于0时：待绘制位置处于拐角的内部；

D.待绘制位置处于拐角的起始或者终止边界：如果通过U值、P1值、P2值判断该边界处于实部，则在GPU中调整U值；如果SegU小于等于0.5，则调整U为U＝U-SegU+0.5；如果SegU大于0.5，则调整U为U＝U+(P1-SegU)-0.5；根据状态协议，实部P1值为大于等于1.0，所以0.5是圆形的最小半径；通过调整U值，将拐角边界调整到处于圆形的中心；

E.待绘制位置处于拐角的内部：利用拐角处V值、拐角处P值，计算以0.5为圆心的距离；距离小于等于0.5则绘制，反之不绘制；由此在拐角处绘制一个扇形，从而与拐角起始边界、终止边界融合成一个完整的圆。