[发明专利]一种三维透视投影场景中保持图形对象等像素面积显示的方法

摘要

本发明公开了一种三维透视投影场景中保持图形对象等像素面积显示的方法，该方法在三维图形帧更新事件中，根据三维视口的Fov(Field Of View)与视截体纵横比等信息，结合图形对象的空间位置(深度信息)与基础比例系数，利用FOV与视口宽高静态不变的特点，动态计算图形对象的实际比例参数，通过投影变换达到在不同观察位置与观察视角时保持图形对象的像素面积不变的效果。本发明通过透视投影保证图形对象的三维立体效果，通过设计合理的数学计算模型进行运算，运算效率高，并且在场景发生变化时图形显示效果平稳，不会出现像素面积跳跃的现象。

主权项

一种三维透视投影场景中保持图形对象等像素面积显示的方法，其特征在于：包括以下的步骤：S1：将图形对象的中心经纬度坐标转换为世界坐标V：V＝{x，y，z}，其中x、y、z分别表示世界坐标中的坐标值，单位为米；S2：获取视口的视角信息Fov与宽高信息Width与Height：Fov单位为度，取值范围为[0,45]；Width与Height的单位为像素；S3：根据图形对象的深度信息(即世界坐标V中的z分量)，利用Fov与Height静态不变的特点，通过等比变换计算出比例系数Scale，计算过程如式(1)所示：$Scale=fabs\left(tan\right(Fov*\frac{\mathrm{\π}}{360})*\frac{V.z}{Height}*2)---\left(1\right)$其中，V.z为步骤S1中得到的世界坐标V中的z分量；S4：根据式(2)计算放缩矩阵Mat_scale：${\mathrm{Mat}}_{scale}=\left(\begin{array}{cccc}Scale& 0& 0& 0\\ 0& Scale& 0& 0\\ 0& 0& Scale& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right)---\left(2\right)$S5：根据V计算偏移矩阵Mat_trans，并与Mat_scale相乘，得出最终的矩阵Mat_world，实现投影变换，计算过程如式(3)和式(4)所示：${\mathrm{Mat}}_{trans}=\left(\begin{array}{cccc}1& 0& 0& 0\\ 0& 1& 0& 0\\ 0& 0& 1& 0\\ V.x& V.y& V.z& 1\end{array}\right)---\left(3\right)$Mat_world＝Mat_scale*Mat_trans     (4)其中，V.x为步骤S1中得到的世界坐标V中的x分量，V.y为步骤S1中得到的世界坐标V中的y分量。