[发明专利]一种基于数据缓存的日照时数计算方法

摘要

本发明公开了一种基于数据缓存的日照时数计算方法，读取场景数据，设置与日照分析相关的背景信息，计算太阳位置，并生成太阳光线向量，将太阳光线与缓存中的三角形图元进行相交判断，将太阳光线与场景中地形/地物要素所构成的三角网进行相交判断，将日照时数进行叠加，设置缓存中的三角形图元为遮挡三角形，比较当前计算时刻是否超出计算区间。本发明基于数据缓存方法，在光线与场景中大量地形地物进行相交判断之前，先与缓存中的少量要素进行相交判断，减少了光线/要素的相交判断次数，从而有效的提高了算法效率。

主权项

1.一种基于数据缓存的日照时数计算方法，其特征在于包含以下步骤：步骤一：读取场景数据，将存储在外部文件中的场景数据读入内存；场景数据包含所有地形、地物要素几何实体边界的三角网数据，场景数据在计算机中的数据组织方式是通过计算机编程语言内部实现的内存数据结构；步骤二：设置与日照分析相关的背景信息；步骤三：计算太阳位置，并生成太阳光线向量；步骤四：将太阳光线与缓存中的三角形图元进行相交判断，若相交，则待测点在该时刻被遮挡，转步骤七；否则转步骤五；与三角形图元进行相交判断过程为，判断缓存是否为空，若为空，转步骤五；若不为空，则将光线与缓存中的三角形Triangle按如下方法进行相交判断：A)取Triangle所包含的三个点，分别赋值给点P0,P1,P2；B)将点P与点PS,P0，P1，P2分别组合，得到向量Vpq，Vpa，Vpb,Vpc，C)分别选取Vpq、Vpa、Vpb构造向量三重积u＝Triple(Vpq,Vpa,Vpb)，具体方法为：a)将Vpq和Vpa进行叉积运算，生成crossqa(X,Y,Z),b)将crossqa(X,Y,Z)与Vpb进行点积运算，得到u，u＝crossqa.X×Vpb.X+crossqa.Y×Vpb.Y+crossqa.Z×Vpb.Z   (9)；D)利用Vpq、Vpa、Vpc，基于公式(8)与公式(9)构造向量三重积v＝Triple(Vpq,Vpa,Vpc)；E)利用Vpq、Vpb、Vpc，基于公式(8)与公式(9)构造向量三重积w＝Triple(Vpq,Vpb,Vpc)；F)判断所生成的向量三重积的乘积，如果u×v<0或u×w<0或v×w<0,则光线与三角形没有交点，转步骤五；否则，光线与三角形相交，转步骤G；G)设置相交的三角形TShade＝Triangle；根据相交结果进行判断，若光线Vector(X,Y,Z)与三角形Triangle相交，则点P(X,Y,Z)此时被三角形Triangle遮挡，转步骤七；否则转步骤五;步骤五：将太阳光线与场景中地形/地物要素所构成的三角网进行相交判断，若有相交，转步骤七；若未相交，转步骤六；步骤六：将日照时数进行叠加；步骤七：设置缓存中的三角形图元为遮挡三角形；比较当前计算时刻是否超出计算区间，如果是，结束计算，输出结果；否则，转步骤三，进行下一时刻计算；步骤八：结束计算，输出日照时数的计算结果。