[发明专利]三维实体模型构建方法及系统

说明书

本发明提供一种三维实体模型构建方法及系统，方法包括：根据三维实体对象的投影面，确定三维实体对象的拓扑结构图；对三维实体对象进行简化；在投影面的简化过程存在拓扑冲突的情况下，对拓扑结构图进行更新；根据简化后的三维实体对象和更新后的拓扑结构图，确定三维实体对象的模型。所述系统用于执行上述方法。本发明提供的三维实体模型构建方法及系统，通过构建三维实体对象例如三维建筑物对象的拓扑结构图，处理三维建筑物对象间的拓扑关系，可以在保持三维建筑物对象的拓扑结构一致的同时，减少简化步骤。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种三维实体模型构建方法及系统。

背景技术

对三维实体模型例如三维建筑物模型进行合理的几何简化，可以在保持视觉效果一致性的前提下，降低其结构复杂度，减小数据规模，从而降低图形渲染压力，改善场景交互体验。三维建筑物模型的简化一方面应逐步去除细节以达到简化目的；另一方面应保持其直角、面积、位置等特征，以符合空间表达和认知的基本规律，同时还要保证建筑物对象间的拓扑关系。

现有技术中常常基于通用简化方法对三维建筑物模型进行简化：

基于顶点聚类的简化：首先对网格进行空间聚类，再通过合并同一聚类中的顶点来简化网格。简化过程中，每个聚类中的顶点被聚类中权重最大的代表顶点代替，再由代表顶点拓扑重构形成简化的模型。

基于投影的简化：该方法先将三维模型投影到二维平面得到模型的投影轮廓线，使用二维制图综合技术对轮廓线简化综合后，再将简化综合结果恢复为三维模型。

符号化表达：是对现有建筑物进行特征归纳总结后得到有限数量的模板，可将常见的现代城市建筑物基底分为方型、L型、T型等类型，屋顶分为金字塔型、山墙型、A字型等类型。分类归纳后，需通过计算实际模型与模板间的相似程度来选择匹配的三维符号。

将通用简化方法直接应用到三维建筑物模型上时，可能会破坏模型固有的几何约束，从而严重破坏建筑物的外观。同时针对建筑物对象的简化算法主要集中在整体简化建筑物模型，屋顶、墙体和底面平面同时考虑，虽然能一定程度上减少冗余，但容易破坏建筑物对象间的拓扑结构特征。

发明内容

本发明提供的三维实体模型构建方法及系统，用于解决现有技术中存在的上述至少一个问题，通过构建三维实体对象例如三维建筑物对象的拓扑结构图，处理三维建筑物对象间的拓扑关系，可以在保持三维建筑物对象的拓扑结构一致的同时，减少构建三维建筑物对象模型的简化步骤。

本发明提供的一种三维实体模型构建方法，包括：

根据三维实体对象的投影面，确定所述三维实体对象的拓扑结构图；

对三维实体对象进行简化；

在投影面的简化过程中存在拓扑冲突的情况下，对拓扑结构图进行更新；

根据简化后的三维实体对象和更新后的拓扑结构图，确定三维实体对象的模型。

根据本发明提供的一种三维实体模型构建方法，所述根据三维实体对象的投影面，确定所述三维实体对象的拓扑结构图，包括：

将所述三维实体对象抽象为点，并将相邻三维实体对象的公共面抽象为边；

根据所述点和所述边，确定所述拓扑结构图；

其中，所述公共面是根据所述三维实体对象的边界确定的；

所述边界是对所述投影面进行拓扑关系处理后获取的。

根据本发明提供的一种三维实体模型构建方法，所述对所述三维实体对象进行简化，包括：

根据所述三维实体对象的所有屋顶面的平均高度，对所述三维实体对象的屋顶面的高程进行简化；