[发明专利]一种军标符号标绘中动态箭标绘制方法

摘要

本发明提供了一种军标符号标绘中动态箭标绘制方法，在三维地理信息系统标定两个控制点，然后在根据这两个控制点生成箭标的其他顶点数据，标准动态箭标和标准燕尾动态箭标只需对各个顶点进行矢量变换和颜色映射，对于进攻型箭标通过对顶点数据插值计算和颜色映射对各个顶点进行赋值，对箭标进行三角网格化，最后在渲染过程中为需要渲染箭标加入一个颜色透明度的增量，使得标绘在地理信息系统的上箭标出现动态效果，进而能够更清晰地辅助军事指挥员制定作战计划。本发明结合具有真实地形的三维地理信息系统显示，以更加简单、快速渲染方式实现了三维动态箭标的效果，为作战指挥和决策提供了直观、丰富、形象的战场态势信息。

主权项

1.一种军标符号标绘中动态箭标绘制方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1、根据模拟战场环境和战场态势，在三维地理信息系统军标库绘制界面中选择相应动态箭标进行绘制，本发明进行标准动态箭标、标准燕尾动态箭标和进攻型动态箭标的标绘，如绘制标准动态箭标，则进入步骤2，如绘制标准燕尾动态箭标，则进入步骤3，如绘制进攻型动态箭标，则进入步骤4；步骤2、标准动态箭标标绘的步骤为：步骤2.1：坐标系转换和统一输入箭标的经纬度坐标起点和终点，然后将经纬度坐标转换为地面平面坐标系坐标，最后将地面平面坐标系坐标转换为地球物理坐标系；步骤2.2：生成初始化标准箭标计算地球物理坐标系下的起点和终点的距离记为dis，在X和Z轴上初始化一个标准箭标，由于箭标的所在高度的位置是根据地理信息系统中的具体位置有关的，所以箭标只在X轴和Z轴表示，各个顶点的坐标初始化如下：P0(0,0,0)，P1(0,0,‑0.75dis)，P2(0,0,‑dis)，P3(‑10dis/30,0,0)，P4(‑5dis/30,0,‑4dis)，P5(‑3dis/30,0,‑0.75dis)，P6(‑7dis/30,0,‑0.65dis)，P7(10dis/30,0,0)，P8(5dis/30,0,‑0.4dis)，P9(3dis/30,0,‑0.75dis)，P10(7dis/30,0,‑0.65dis)；步骤2.3：转换初始化的标准箭标将步骤2.2初始化后得到箭标关键点P0～P10存入顶点结构体定义的顶点缓存中，在对P0～P10进行矢量变换，将视点所在的位置向量Eye设置为起点坐标的值，将目标点位置向量At的值设置为终点坐标的值，将输入起点和终点时，某个视点方向的向上的向量Up的值设置为起点坐标与终点坐标之和的一半，将位置向量Eye、目标点位置向量At和向量Up计算得到坐标系观察矩阵Out，三个向量进行矢量变换后，将初始化每个关键点的坐标向量与坐标系观察矩阵Out相乘，将变换后的坐标向量对应的x,y,z值加上对应地球物理坐标系下起点坐标的x,y,z值得到适配在地理信息系统下的坐标；步骤2.4：生成三角网格将步骤2.3转化后的坐标利用Delaunay三角剖分算法生成三角网格，赋予标准箭标各顶点通过标绘界面设定的颜色值(RGB)；步骤2.5：渲染动态箭标通过Direct 3D代码实现设置深度测试、不剔除正反面、面填充模式渲染状态，由于颜色及其透明度的取值范围都在0～255之间，往渲染过程加入透明度增量30，使透明度值在30～240之间循环，设置包含箭标顶点的三维坐标、颜色、透明度的顶点格式，使用顶点缓存中的顶点坐标绘制动态箭标，在DirectX代码中设置线填充模式渲染状态，对箭标左右两边各个顶点分别按照缓存位置顺序进行依次连线进行线填充渲染，实现箭身的加粗效果；步骤3、标准燕尾动态箭标的标绘：标准燕尾动态箭标标绘的步骤和标准动态箭标的标绘步骤一致，区别在于步骤2.2中初始化动态箭标时，将P0点的坐标为P0(0,0,‑0.2dis)，即可形成燕尾；步骤4、进攻型动态箭标标绘步骤为：步骤4.1：坐标系转换和统一输入动态箭标的经纬度坐标起点和终点，然后将经纬度坐标转换为地面平面坐标系坐标，最后将地面平面坐标系坐标转换为地球物理坐标系；步骤4.2：产生进攻型箭标左右两边的顶点把进攻型箭标根据笛卡尔坐标系X轴方向分为左右两边，X正方向为右边，负方向为左边，计算经过步骤4.1转换后的箭标起点到终点的距离，初始化左右两边的起点分别为S0(‑dis/4+oldQiuX,oldQiuY,oldQiuZ)和S1(dis/4+oldQiuX,oldQiuY,oldQiuZ)，其中dis为箭标起点到终点的距离，oldQiuX,oldQiuY,oldQiuZ为步骤4.1转换后的起点坐标，分别计算左右两边的起点S0和S1到终点的距离，分别记为disRight和disLeft，比较左右两边起点到终点的距离，先生成距离较短的一边的顶点坐标，假设disRight<disLeft，利用递归二分法生成左右两边的顶点，先生成右边的顶点，再生成另一边的顶点，左右两边的顶点个数相同；步骤4.3：对左右两边的顶点进行顶点数据插值对左右两边的箭标顶点数据线性插值为曲线顶点数据，动态箭标左右两边插值方式相同；步骤4.4：确定箭颈和箭耳顶点插值后的左右两边的顶点分别依次相连，得到一个弯曲的三角形，然后再求出动态箭标的两个箭颈和箭耳坐标，两边的顶点的个数相同，取两边的顶点距离最终位置的六分之一处作为箭颈坐标，左箭耳是基于左箭颈X，Z轴坐标值分别加减disRight/5，右箭耳X轴坐标基于右箭颈X轴坐标值减disRight/4，右箭耳Z轴坐标基于右箭颈X轴坐标值加disRight/14；左箭耳是基于左箭颈X，Z轴坐标值分别加减disRight/5，右箭耳X轴坐标基于右箭颈X轴坐标值减disRight/4，右箭耳Z轴坐标基于右箭颈X轴坐标值加disRight/14；步骤4.5：生成三角网格使用Delaunay三角剖分算法生成三角网格，赋予箭标各个顶点在标绘界面自行设定的一个颜色值(RGB)；步骤4.6：渲染动态箭标通过Direct 3D代码实现设置深度测试、不剔除正反面、面填充模式渲染状态，在渲染过程中加入透明度增30，使透明度值不断在30‑240之间循环，设置包含箭标顶点的三维坐标、颜色、透明度的顶点格式，使用顶点缓存绘制动态箭标，设置线填充模式，对箭身左右两边的各个顶点分别按照顶点位置顺序依次连线渲染，实现箭身一个加粗的效果。