專利名稱：三維視景仿真系統(tǒng)中的漫游模式實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及三維視景仿真系統(tǒng)中的漫游模式的設(shè)計(jì)，具體涉及一種三維視景仿真系統(tǒng)中的漫游模式實(shí)現(xiàn)方法，其尤其適用于地形地貌等大規(guī)模場(chǎng)景的瀏覽漫游。
背景技術(shù)：
視景仿真系統(tǒng)是綜合利用虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)仿真和光學(xué)成像等技術(shù)，通過對(duì)目標(biāo)對(duì)象的計(jì)算機(jī)三維視景仿真，為用戶提供實(shí)用便捷、震撼逼真、信息豐富的可視化展示與管理的平臺(tái)，其創(chuàng)造身臨其境的空間三維視覺體驗(yàn)。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于大型工程、城市規(guī)劃、房地產(chǎn)項(xiàng)目、水油氣電管網(wǎng)等工程信息的可視化展示與管理。漫游模式是指視景仿真系統(tǒng)中用戶瀏覽場(chǎng)景的具體交互手段，方便合理的漫游模式設(shè)計(jì)可以提升系統(tǒng)的交互性和實(shí)用性。三維視景仿真系統(tǒng)以仿真對(duì)象的可視化展示與管理為主要目標(biāo)，與普通三維視頻動(dòng)畫的展示方式相比，其重要的一個(gè)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在便捷的人機(jī)交互性，即用戶可以在任意時(shí)刻以任意視點(diǎn)位置和角度觀察系統(tǒng)場(chǎng)景的任何一個(gè)區(qū)域。漫游模式是指用戶通過鍵盤和鼠標(biāo)等外圍設(shè)備操控視點(diǎn)觀察場(chǎng)景內(nèi)容的具體手段，其最能體現(xiàn)視景仿真系統(tǒng)的人機(jī)交互性和實(shí)用便捷性。目前，結(jié)合通用外部設(shè)備的常見場(chǎng)景漫游模式有很多種，可以劃分為三大類，如下面的表I所示。表I
權(quán)利要求
1.一種三維視景仿真系統(tǒng)中的漫游模式實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟 步驟一觸發(fā)場(chǎng)景繪制循環(huán)的中斷，定義并加載新的攝像機(jī)控制器及動(dòng)畫路徑； 步驟二 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取用戶感興趣視點(diǎn)位置，計(jì)算得到相應(yīng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)并插入已定義動(dòng)趣路徑的關(guān)鍵點(diǎn)列表； 步驟三插值生成路徑全部節(jié)點(diǎn)并插入到所述關(guān)鍵點(diǎn)列表中； 步驟四執(zhí)行包含全部關(guān)鍵點(diǎn)列表的動(dòng)畫路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 步驟五通過計(jì)算列表是否執(zhí)行完畢來判斷是否到達(dá)終點(diǎn)，從而繼續(xù)執(zhí)行攝像機(jī)路徑關(guān)鍵點(diǎn)列表或者恢復(fù)場(chǎng)景原有的漫游模式，完成視點(diǎn)切換過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，通過對(duì)世界坐標(biāo)系中的三維物體進(jìn)行幾何變換、投影、三維裁剪、視口變換而最終得到屏幕坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，以在二維屏幕中顯
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中 采用當(dāng)前視點(diǎn)和用戶拾取位置點(diǎn)作為動(dòng)畫路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)， 切換過程并不是直接跳轉(zhuǎn)的，而是在攝像機(jī)的動(dòng)畫路徑中增加了兩個(gè)點(diǎn)，分別是當(dāng)前和最終的觀察點(diǎn)斜上方45度、距離底面特定距離視角、沿垂直地面方向向下的兩個(gè)點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步驟三中，差值采樣頻率大于20個(gè)樣本/秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于， 所述差值采樣頻率為25個(gè)樣本/秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，攝像機(jī)沿著實(shí)時(shí)生成的關(guān)鍵幀動(dòng)畫路徑完成場(chǎng)景切換的過程。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過相交檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)所述用戶拾取位置點(diǎn)的獲取，所述相交檢測(cè)包括 通過外設(shè)動(dòng)作觸發(fā)相交檢測(cè)中斷； 犾取指針在屏.坐標(biāo)系中的位直坐標(biāo)； 以獲得的指針位置為起點(diǎn)，垂直視口平面向里定義一條檢測(cè)射線；以及根據(jù)該射線與場(chǎng)景的相交情況獲得交點(diǎn)列表，其中將第一個(gè)交點(diǎn)作為動(dòng)畫路徑的終點(diǎn)位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述關(guān)鍵點(diǎn)所需信息包括時(shí)間及攝像機(jī)視點(diǎn)位置及方向，其中，后者通過采用定義如下的四元數(shù)代替旋轉(zhuǎn)矩陣來表達(dá)Q = (w, x, y, z) 其中，
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三維視景仿真系統(tǒng)中的漫游模式實(shí)現(xiàn)方法，其包括以下步驟步驟一，觸發(fā)場(chǎng)景繪制循環(huán)的中斷，定義并加載新的攝像機(jī)控制器及動(dòng)畫路徑；步驟二，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)獲取用戶感興趣視點(diǎn)位置，計(jì)算得到相應(yīng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)并插入已定義動(dòng)畫路徑的關(guān)鍵點(diǎn)列表；步驟三，插值生成路徑全部節(jié)點(diǎn)并插入到所述關(guān)鍵點(diǎn)列表中；步驟四，執(zhí)行包含全部關(guān)鍵點(diǎn)列表的動(dòng)畫路徑。本發(fā)明的漫游模式通過使場(chǎng)景中攝像機(jī)沿著實(shí)時(shí)計(jì)算的路徑“飛到”用戶感興趣的節(jié)點(diǎn)，而具有至少下述優(yōu)點(diǎn)之一用比較生動(dòng)的方式完成場(chǎng)景觀察視點(diǎn)的切換，能夠更加清楚地交待切換前后兩點(diǎn)的位置關(guān)系，在關(guān)注具體感興趣位置點(diǎn)的同時(shí)兼顧場(chǎng)景整體位置分布。
文檔編號(hào)G06T19/00GK103049934SQ20121053650
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者楊方廷, 韓哲, 宿春慧, 劉玉明, 管文艷, 曹偉偉 申請(qǐng)人:航天科工仿真技術(shù)有限責(zé)任公司