[发明专利]一种海量城市空间三维数据云渲染图像融合方法及其系统有效

专利信息
申请号: 202010019825.3 申请日: 2020-01-09
公开(公告)号: CN111145331B 公开(公告)日: 2023-04-07
发明(设计)人: 王瑜;万波;王鹏;左泽均;胡茂胜;钱颢月;甄文杰;潘明敏 申请(专利权)人: 深圳市数字城市工程研究中心;中国地质大学(武汉)
主分类号: G06T15/20 分类号: G06T15/20;G06T1/20
代理公司: 武汉江楚智汇知识产权代理事务所(普通合伙) 42228 代理人: 邓寅杰
地址: 518000 广东省深圳市福田区香蜜*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 一种 海量 城市 空间 三维 数据 渲染 图像 融合 方法 及其 系统
【说明书】:

发明涉及海量城市空间三维数据云渲染领域,尤其涉及一种海量城市空间三维数据云渲染图像融合方法及其系统,其不同之处在于,其步骤包括:S1、待融合图像数据获取;S2、图像数量判断;S3、CPU图像融合;S4、GPU图像融合;S5、完成图像融合。本发明能够大大提升多幅图像的融合效率,进而提高三维大型场景渲染性能。

技术领域

本发明涉及海量城市空间三维数据云渲染领域,尤其涉及一种海量城市空间三维数据云渲染图像融合方法及其系统。

背景技术

高精度、高分辨率的城市空间三维数据提取是“智慧城市”、“数字城市”的关键,随着计算机技术、虚拟现实技术的发展,以及新型测绘技术的出现,弥补了多源海量数据获取手段的缺乏,城市三维空间数据呈指数式飞跃。

城市空间三维数据主要包括采用二维地图和建筑设计图相结合、数字摄影测量、激光扫描系统、高分辨率卫星遥感、车载移动测绘系统等方式获取的数据。二维地图和建筑设计图相结合是指将能满足轮廓精度需求的地图数据和可提供对应建筑物高度信息及侧立面结构信息的建筑物规划设计图相结合,以获取建筑物三维模型构建时所需的三维数据;数字摄影测量以所拍摄的数字影像作为基础,根据数字摄影测量基本原理,通过计算机结合相关的数字影像处理技术获取被摄物体的三维空间数据;激光扫描系统能够同时获取被摄物体表面的点云、几何数据及对应的纹理数据;高分辨率的遥感卫星能周期性地提供全球的高分辨率的影像信息,与数字高程模型叠加,生成大范围内的地面自然景观模型;车载移动测量系统在平台快速移动的过程中能实时获取周围有效测绘范围内地物的全景影像及点云数据。大规模、高精度三维城市空间数据的迅速积累,给现有的处理器资源和存储系统在全面、真实、准确的地理场景可视化方面带来巨大挑战,成为建设“数字城市”、“智慧城市”的核心内容之一。

有限的计算机渲染性能与海量城市空间数据之间的矛盾是海量数据可视化面临的关键问题,现多采用云端并行渲染的方式以提高计算效率,在进行大型三维模型分布式渲染的过程中,图像融合是非常关键的一个过程。且随着三维模型大小的逐渐增加,所需要的节点数也会越来越多,图像融合过程也会越来越慢,进一步影响渲染性能。

鉴于此,为克服上述技术缺陷,提供一种海量城市空间三维数据云渲染图像融合方法及其系统成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点,提供一种海量城市空间三维数据云渲染图像融合方法及其系统,能够大大提升多幅图像的融合效率,进而提高三维大型场景渲染性能。

为解决以上技术问题,本发明的技术方案为:一种海量城市空间三维数据云渲染图像融合方法,其不同之处在于,其步骤包括:

S1、待融合图像数据获取:获取所有待融合图像数据,将子节点的图像数据发送到主节点;

S2、图像数量判断:根据不同分辨率选定不同的阈值n,判断待融合图像数量m与n的大小对比:若m小于等于n,执行步骤S3;若m大于n,执行步骤S4;

S3、CPU图像融合:根据图像深度值进行图像融合,比较不同图像相同位置的深度数据,找出所有位置分别相对应的最小深度数据和像素数据,即可得到融合图像的数据;执行下一步骤S5;

S4、GPU图像融合:在GPU中根据图像像素进行并行计算,即每个线程分别对所有子图像中的某一对应像素进行循环比较取值操作,所有线程执行完后可得到融合图像的数据;

S5、完成图像融合。

按以上方案,所述步骤S1的具体步骤包括:

S11、初始化:将待渲染的大型三维模型手动分割成合适大小和数量的模型,然后将这些模型分别放置在各进程的子节点上;主节点进行MPI并行初始化,并使各子节点进入并行运行过程,执行后续操作;

S12、载入图元:所有的进程分别载入已经分配好的三维模型;

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