[发明专利]一种天气雷达数据三维可视化空间跳跃加速光线投射方法

摘要

本发明公开了一种天气雷达数据三维可视化空间跳跃加速光线投射方法，对数据场中体元进行分类，在不同体元区采用不同的跳跃步长，可以在不损失绘制速度的情况下，尽量保留绘制的云体细节，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种天气雷达数据三维可视化空间跳跃加速光线投射方法，其特征在于，包括如下具体步骤：步骤1，读取雷达基数据，并以雷达站点位置为原点建立一个均匀网格体；步骤2，采用空间插值方法，将处于极坐标下的天气雷达基数据插值到步骤1中所建立网格体的网格点中，转化为可进行光线投射三维可视化的体数据，以便于进行空间体绘制；步骤3，对根据步骤2中得到的三维体数据，使用改进的空间跳跃光线投射算法进行空间体绘制；其中，改进的空间跳跃光线投射算法具体如下：301，对步骤2中得到的三维体数据进行体元分类，具体为：1)最大仰角以上和最小仰角以下的体元分为一类，记为白体元；2)最大仰角和最小仰角之间且不包含数据的体元分为一类，记为灰体元；3)最大仰角和最小仰角之间且有数据的体元分为一类，记为黑体元；302，依据步骤2中得到的三维体数据生成三维体纹理，其中，每个体元的纹理不透明度值的确定依据为：若该体元为白体元，则不透明度值为0；若该体元为灰体元，则不透明度值为2；若该体元为黑体元，则不透明度值为0‑1之间，根据对雷达数据不同反射率的感兴趣程度进行设定；303，对形成的体纹理进行空间跳跃的光线投射三维可视化，具体为：A)从视点位置向屏幕像素点发出一条光线，当光线穿过体纹理时，对与该光线相遇的体元进行判断，若该体元的不透明度值为0，则以大步长跳过该体元所在区域，读取下一个体元；若该体元的不透明度值为2，则以小步长跳过该体元所在区域，读取下一个体元；若该体元的不透明度值在0到1之间，则按照光线投射算法累积颜色值和不透明度值，以固定步长跳跃至下一位置，读取下一个体元；B)重复步骤A)，直至累积得到的不透明度值达到1，停止该光线的前进，得到该屏幕像素点的最终颜色；C)对于屏幕上的每个像素点，重复进行步骤A)和B)，从而完成空间体绘制，得到可视化图像。