[发明专利]在GIS系统基于粒子系统构建三维场景动画方法及装置

权利要求书

1.一种在GIS系统基于粒子系统构建三维场景动画方法，其特征在于，所述方法包括：

接收操作指令设计动画效果；

将参考设计动画转化为以数学为逻辑的轨迹；

优化并控制各项属性，扩展三维场景动画特效的属性；

通过多粒子系统动画做抽象和复用，并提炼和优化三维场景动画，完成构建三维场景动画；

所述将参考设计动画转化为以数学为逻辑的轨迹的步骤包括：

将三维烟花特效的全过程以数学建模的方式构建，并利用时间参数控制其运动；

通过烟花发生具体地点的经纬坐标和烟花发生的高度，使用Catmull-Rom算法进行曲线插值，得到一根由密集点构成的从地表开始垂直向上到爆炸高度的轨迹，在glsl中通过控制time时间属性，控制一个粒子沿着这根计算好的轨迹，一路向上到爆炸点，完成第一部分动画；

第二部分实现；获取数学球体的相对坐标，再逐个加上球心的空间坐标，得到所有在具体空中爆炸点爆炸后坐标；

将空中爆炸点作为起点，以所有计算出的爆炸后坐标n个作为终点，构建出n条从空中爆炸点到爆炸后坐标的直线；

最后综合优化，以地面发射点为起点，空中爆炸点为中间点，爆炸后坐标n个为终点，共同连接形成n条折线，每条折线包含起点、中间点和爆炸后坐标这三个原始特征点，再使用Catmull-Rom算法进行插值利用glsl的time属性即可得到爆炸放射的全过程，以提高画质，降低粒子系统的颗粒感；

其中，以地面发射点为起点，空中爆炸点为中间点，爆炸后坐标n个为终点，共同连接成一条包含三个原始特征点的折线n条的过程中，可以增加特征点，完善动画过程，以使动画效果更加真实。

2.根据权利要求1所述在GIS系统基于粒子系统构建三维场景动画方法，其特征在于，所述设计动画效果的步骤包括：

设计动画由从地面射向天空的一束火花和在天空中爆炸形成的球状火花构成的，两者具备先后顺序的关系。

3.根据权利要求1所述在GIS系统基于粒子系统构建三维场景动画方法，其特征在于，所述优化并控制各项属性，扩展三维场景动画特效的属性的步骤包括：

在动画爆炸的最后再加入一个下坠过程，在上升时再加一个中间点；

动画爆炸后的范围则通过修改SphereGeometry的半径实现，空中爆炸点的高度自由指定；

设置time时间每个绘制周期的增加速度以控制烟花爆炸的快慢。

4.根据权利要求1所述在GIS系统基于粒子系统构建三维场景动画方法，其特征在于，所述通过多粒子系统动画做抽象和复用，并提炼和优化三维场景动画，完成构建三维场景动画的步骤包括：

基于粒子系统的线性插值，抽象出线性插值的部分用以实现其他粒子动画效果，复用和抽象更多的动画效果。

5.一种在GIS系统基于粒子系统构建三维场景动画装置，其特征在于，所述装置包括：

设置模块，用于接收操作指令设计动画效果；

转化模块，用于将参考设计动画转化为以数学为逻辑的轨迹；

优化与扩展模块，用于优化并控制各项属性，扩展三维场景动画特效的属性；

构建模块，用地通过多粒子系统动画做抽象和复用，并提炼和优化三维场景动画，完成构建三维场景动画；

所述转化模块包括：

第一转化单元，用于通过烟花发生具体地点的经纬坐标和烟花发生的高度，使用Catmull-Rom算法进行曲线插值，得到一根由密集点构成的从地表开始垂直向上到爆炸高度的轨迹，在glsl中通过控制time时间属性，控制一个粒子沿着这根计算好的轨迹，一路向上到爆炸点，完成第一部分动画；

第二转化单元，用于第二部分实现；获取数学球体的相对坐标，再逐个加上球心的空间坐标，得到所有在具体空中爆炸点爆炸后坐标；将空中爆炸点作为起点，以所有计算出的爆炸后坐标n个作为终点，构建出n条从空中爆炸点到爆炸后坐标的直线；最后综合优化，以地面发射点为起点，空中爆炸点为中间点，爆炸后坐标n个为终点，共同连接形成n条折线，每条折线包含起点、中间点和爆炸后坐标这三个原始特征点，再使用Catmull-Rom算法进行插值利用glsl的time属性即可得到爆炸放射的全过程。