技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種移動(dòng)端室內(nèi)外三維簡(jiǎn)模一體化渲染的方法和裝置，尤其涉及一種移動(dòng)端室內(nèi)外一體化的三維可視化方法和裝置。

背景技術(shù)：

隨著大眾對(duì)室內(nèi)導(dǎo)航需求的增強(qiáng)，位置服務(wù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)已從室外延伸到室內(nèi)，室外導(dǎo)航技術(shù)已趨于成熟，室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)正蓬勃發(fā)展，與室內(nèi)導(dǎo)航相關(guān)的室內(nèi)外一體化三維可視化也因運(yùn)而生。

目前，國(guó)內(nèi)外研究成果在移動(dòng)端室內(nèi)外一體化上，缺乏一體化理念，不能很好的將室內(nèi)和室外有效結(jié)合起來(lái)，移動(dòng)端室內(nèi)導(dǎo)航在地圖可視化問(wèn)題上，或側(cè)重于室內(nèi)二三維可視化而忽略室內(nèi)外一體，或存在室內(nèi)外數(shù)據(jù)建模不一致、室內(nèi)外可視化不統(tǒng)一等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外對(duì)于室內(nèi)外一體化數(shù)據(jù)模型組織和可視化方面有較少的研究，在室內(nèi)細(xì)節(jié)層次表現(xiàn)上研究成果甚少，相關(guān)研究還處于起步階段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述問(wèn)題，本發(fā)明顧及三維模型的快速構(gòu)建，提出樓梯拉伸算法，采用一種利用地圖縮放級(jí)別和地面分辨率控制模型的可見(jiàn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化的方法，能夠有效的實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化展示的效果。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的；

一種移動(dòng)端室內(nèi)外一體化的三維可視化方法，包括以下步驟：

步驟1，數(shù)據(jù)預(yù)處理；

所述步驟1中，對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理的具體步驟如下：

步驟1.1，樓梯和手扶電梯的處理，是對(duì)圖形進(jìn)行裁剪和屬性賦值；所述的屬性賦值指高度范圍和抬升點(diǎn)索引的賦值，得到樓梯和手扶電梯數(shù)據(jù)A1；

步驟1.2，建筑物外輪廓處理，是對(duì)添加步驟1.1得到的樓梯和手扶電梯數(shù)據(jù)A1和其他室內(nèi)數(shù)據(jù)A2的閉包盒，得到建筑物外輪廓B；為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化效果，建筑物外輪廓、樓層外輪廓都是必須添加的；所述的建筑物外輪廓是所有樓層的幾何數(shù)據(jù)的閉包盒，所述的樓層外輪廓是每層樓層的幾何數(shù)據(jù)的閉包盒；

步驟2，建筑物立體拉伸；對(duì)步驟1得到的二維室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸處理,通過(guò)立體拉伸算法構(gòu)建三維模型；

所述步驟2中，對(duì)步驟1得到的二維室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸處理，得到室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓的三維模型，具體步驟如下：

步驟2.1，普通建筑物拉伸,對(duì)非樓梯和手扶電梯的室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)A2和建筑物外輪廓B進(jìn)行平面拉伸，得到非樓梯和手扶電梯的室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)A2的三維模型Ma2和建筑物外輪廓的三維模型Mb；

步驟2.2，樓梯和手扶電梯拉伸；得到樓梯和手扶電梯數(shù)據(jù)A1的三維模型Ma1；對(duì)于樓梯間平面，采用步驟2.1的方法進(jìn)行拉伸；對(duì)于樓梯斜面和手扶電梯斜面，在將二維點(diǎn)擴(kuò)展成三維點(diǎn)加入點(diǎn)鏈時(shí)，對(duì)斜面低點(diǎn)和斜面高點(diǎn)的高度分別處理；

步驟3，室內(nèi)外一體化渲染；對(duì)步驟2得到的室內(nèi)對(duì)象和建筑物輪廓模型分開(kāi)處理，利用地圖縮放級(jí)別控制模型和地面分辨率控制模型的可見(jiàn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化；

步驟4，結(jié)束。

進(jìn)一步的，所述的步驟1.1中， 所述的圖形的裁剪具體的為：樓梯的二維平面圖形假設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)方形、等規(guī)則形狀的樓梯；樓梯的處理是將這個(gè)整體圖像進(jìn)行裁剪，分成樓梯間平面、和兩個(gè)樓梯斜面兩部分；

手扶電梯只有一個(gè)斜面組成，將手扶電梯的二維平面圖形處理成一個(gè)長(zhǎng)方形；

所述的處理高度范圍具體的為：對(duì)裁剪后的二維平面圖形設(shè)置高度范圍屬性；

對(duì)于斜面來(lái)說(shuō)，設(shè)定斜面中低的點(diǎn)的起始高度為minh，斜面中高的點(diǎn)的起始高度為h，拉伸高度為step；、斜面高點(diǎn)的高度范圍是[h,h+step]，其他非高點(diǎn)即低點(diǎn)的高度范圍是[min,minh+step]；

對(duì)于樓梯間平面，設(shè)定起始高度為minh，拉伸后高度為h；樓梯間平面的所有點(diǎn)高度一樣，高度范圍是[minh,h]；

所述的記錄抬升點(diǎn)索引具體的為：對(duì)裁剪后的二維平面圖形記錄抬升點(diǎn)索引；對(duì)于斜面，存儲(chǔ)抬升點(diǎn)的索引，表明抬升點(diǎn)相對(duì)于其他點(diǎn)來(lái)說(shuō)是斜面中的高點(diǎn)，其他點(diǎn)默認(rèn)都是低點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述的步驟2.1，普通建筑物拉伸具體步驟如下：

步驟2.1.1，復(fù)制點(diǎn)；

將平面點(diǎn)(x,y)復(fù)制成兩個(gè)點(diǎn)，分別是底（x,y,minh）和頂（x,y,h），并將兩點(diǎn)添加到新的結(jié)構(gòu)體點(diǎn)鏈中，得到點(diǎn)鏈L1；

平面坐標(biāo)系(x,y)采用的Web墨卡托投影坐標(biāo)，高程h以地面為起點(diǎn)，高于地面為正，低于地面為負(fù)；為了強(qiáng)調(diào)樓層分布，高程采用相對(duì)坐標(biāo)，將樓層間距放大，同時(shí)將樓層內(nèi)的建筑物高度縮?。?/p>

新的結(jié)構(gòu)體點(diǎn)鏈?zhǔn)侵该總€(gè)點(diǎn)鏈元素中存放著一個(gè)三維點(diǎn)(x,y,h)；新的結(jié)構(gòu)體點(diǎn)鏈包括底面點(diǎn)鏈和頂面點(diǎn)鏈，所述的底面點(diǎn)鏈和頂面點(diǎn)鏈最終要放在一個(gè)點(diǎn)鏈中，為了構(gòu)造三角面片索引方便，添加一個(gè)底部點(diǎn)再添加一個(gè)頂部點(diǎn)，點(diǎn)鏈中存儲(chǔ)順序是下上下上、先底后頂，形成Z字型索引的方式；

步驟2.1.2，構(gòu)建側(cè)面；

對(duì)步驟2.1.1中得到的L1點(diǎn)鏈中的點(diǎn)進(jìn)行側(cè)面三角面片索引的構(gòu)造；以當(dāng)前添加的底、頂和下一步要添加的底、頂?shù)乃膫€(gè)點(diǎn)作為基礎(chǔ)，構(gòu)造兩個(gè)三角面片F(xiàn)1和F2，形成逆時(shí)針?lè)ň€向外的面片，確保前面面片可見(jiàn)；

步驟2.1.3，奇偶邊存儲(chǔ)；

對(duì)步驟2.1.2得到的三角面片F(xiàn)1和F2進(jìn)行奇偶邊判斷并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)邊的索引數(shù)組中；為了突出立體效果，奇偶側(cè)邊的顏色根據(jù)光照要重新計(jì)算；指定起始邊為偶邊，每計(jì)算完一邊，翻轉(zhuǎn)其索引存儲(chǔ)的奇偶性，即相鄰兩邊的奇偶性不同，其三角索引分別放在不同的兩個(gè)索引數(shù)組中；

步驟2.1.4，構(gòu)建頂面；

對(duì)步驟2.1.1中得到的L1點(diǎn)鏈中的頂點(diǎn)進(jìn)行頂面面片構(gòu)建并存儲(chǔ)在頂邊索引數(shù)組中；根據(jù)頂邊頂點(diǎn)生成多邊形，所述的多邊形分簡(jiǎn)單多邊形和復(fù)雜多邊形兩種，對(duì)多邊形進(jìn)行三角分解；

步驟2.1.5，模型構(gòu)建；

L1點(diǎn)鏈中的點(diǎn)構(gòu)成了模型的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，側(cè)面、頂面索引數(shù)組構(gòu)成模型的索引數(shù)據(jù)，至此模型構(gòu)建完成。

進(jìn)一步的，所述的步驟2.2中，對(duì)于樓梯斜面和手扶電梯斜面的拉伸，包括下述步驟：

步驟2.2.1，復(fù)制點(diǎn)；

對(duì)于輸入的二維圖形點(diǎn)(x,y)，首先判斷其屬性中的抬升點(diǎn)是否為空，該字段存儲(chǔ)了高點(diǎn)索引信息；

如果為空，表明該點(diǎn)是平面點(diǎn)，二維平面點(diǎn)(x,y)擴(kuò)展成兩個(gè)三維點(diǎn)低(x,y,minh)和頂(x,y,minh+step)；

如果為非空，表明該點(diǎn)是斜面點(diǎn)，再判斷該點(diǎn)索引是否在抬升點(diǎn)集合中；如果在，表明該點(diǎn)是高點(diǎn)，二維斜面點(diǎn)(x,y)擴(kuò)展成兩個(gè)三維點(diǎn)底(x,y, h)和頂(x,y, h+step)；如果不在，表明該點(diǎn)是低點(diǎn)，二維斜面點(diǎn)(x,y)擴(kuò)展成兩個(gè)三維點(diǎn)底(x,y, minh)和頂(x,y, minh +step)；

最后，將底和頂兩點(diǎn)添加到新的結(jié)構(gòu)體點(diǎn)鏈中，得到點(diǎn)鏈L2；

步驟2.2.2，構(gòu)建側(cè)面；

對(duì)步驟2.2.1得到的L2點(diǎn)鏈中的點(diǎn)進(jìn)行側(cè)面三角面片索引的構(gòu)造；以當(dāng)前添加的底、頂和下一步要添加的底、頂?shù)乃膫€(gè)點(diǎn)作為基礎(chǔ)，構(gòu)造兩個(gè)三角面片F(xiàn)3和F4，形成逆時(shí)針?lè)ň€向外的面片，確保前面面片可見(jiàn)；

步驟2.2.3，奇偶邊存儲(chǔ)；

對(duì)步驟2.2.2得到的三角面片F(xiàn)3和F4進(jìn)行奇偶邊判斷并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)邊的索引數(shù)組中；為了突出立體效果，奇偶側(cè)邊的顏色根據(jù)光照要重新計(jì)算；指定起始邊為偶邊，每計(jì)算完一邊，翻轉(zhuǎn)其索引存儲(chǔ)的奇偶性，即相鄰兩邊的奇偶性不同，其三角索引分別放在不同的兩個(gè)索引數(shù)組中；

步驟2.2.4，構(gòu)建頂面；

對(duì)步驟2.2.1得到的L2點(diǎn)鏈中的頂點(diǎn)進(jìn)行頂面面片構(gòu)建并存儲(chǔ)在頂邊索引數(shù)組中；根據(jù)頂邊頂點(diǎn)生成多邊形，即頂邊輪廓線圍成的多邊形，分簡(jiǎn)單多邊形和復(fù)雜多邊形兩種，對(duì)多邊形進(jìn)行三角分解；

步驟2.2.5，模型構(gòu)建；

L2點(diǎn)鏈中的點(diǎn)構(gòu)成了模型的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，側(cè)面、頂面索引數(shù)組構(gòu)成模型的索引數(shù)據(jù)，模型構(gòu)建完成。

進(jìn)一步的，所述的步驟3中，室內(nèi)外一體化渲染是對(duì)步驟2得到的室內(nèi)對(duì)象三維模型Ma1、Ma2和建筑物外輪廓模型Mb分開(kāi)處理，利用地圖縮放級(jí)別控制模型和地面分辨率控制模型的可見(jiàn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化。

進(jìn)一步的，所述的室內(nèi)外一體化渲染包括如下步驟：

步驟3.1，室內(nèi)外分開(kāi)渲染；

將整棟建筑物模型分為室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓兩部分，分別存放在兩個(gè)不同圖層，室內(nèi)對(duì)象圖層Ly1和建筑物外輪廓圖層Ly2,進(jìn)行分開(kāi)渲染；

步驟3.2，二三維切換；

根據(jù)縮放級(jí)別判斷室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓的二三維圖形可見(jiàn)性；地圖縮放級(jí)別大于閾值為三維可見(jiàn)二維不可見(jiàn)，小于閾值為二維可見(jiàn)三維不可見(jiàn)，是否可見(jiàn)的切換表現(xiàn)在二維平面拉伸為三維立體，所述的拉伸過(guò)程是瞬間動(dòng)畫(huà)，根據(jù)分辨率提升二維平面高度為三維立體高度；

步驟3.2，室內(nèi)外切換；

當(dāng)步驟3.2，中將二維平面拉伸為三維立體后，再采用地面分辨率控制室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓模型的透明度，從而控制其可見(jiàn)性。

進(jìn)一步的，所述的閾值為地圖縮放級(jí)別的17級(jí)。

進(jìn)一步的，所述的采用地面分辨率控制室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓模型的透明度，具體的是：

對(duì)于建筑物外輪廓：在地面分辨率大于0.3時(shí)，建筑物外輪廓完全不透明；在地面分辨率大于0.2小于0.3時(shí)，建筑物外輪廓透明度0.9；在地面分辨率大于0.1小于0.2時(shí)，建筑物外輪廓透明度0.6；在地面分辨率大于0.09小于0.1時(shí)，建筑物外輪廓透明度0.3；在地面分辨率小于0.09時(shí)，完全進(jìn)入室內(nèi)，建筑物外輪廓完全透明不可見(jiàn)；

對(duì)于室內(nèi)對(duì)象：在地面分辨率大于0.3時(shí)，室內(nèi)對(duì)象幾乎透明不可見(jiàn)；在地面分辨率大于0.2小于0.3時(shí)，室內(nèi)對(duì)象透明度0.9；在地面分辨率大于0.1小于0.2時(shí)，室內(nèi)對(duì)象透明度0.6；在地面分辨率小于0.1時(shí)，完全進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)對(duì)象完全不透明。

一種移動(dòng)端室內(nèi)外一體化的三維可視化裝置，包括：

數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊：用于樓梯和手扶電梯的處理；建筑物外輪廓處理；

建筑物立體拉伸模塊：用于對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊得到的二維室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸處理,通過(guò)立體拉伸算法構(gòu)建三維模型；

包括用于對(duì)普通建筑物的拉伸；包括用于對(duì)樓梯和手扶電梯的拉伸；

室內(nèi)外一體化渲染模塊：用于對(duì)建筑物立體拉伸模塊得到的室內(nèi)對(duì)象和建筑物輪廓模型分開(kāi)處理，利用地圖縮放級(jí)別控制模型和地面分辨率控制模型的可見(jiàn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化。

綜上所述，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.通過(guò)簡(jiǎn)化模型，采用立體拉伸算法，實(shí)現(xiàn)批量模型的快速構(gòu)建，特別是實(shí)現(xiàn)了樓梯等特殊建筑物的三維建模。

2.室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓分成兩個(gè)圖層，建筑物外輪廓的渲染和室內(nèi)對(duì)象的渲染互不影響，確保模塊間低耦合性和獨(dú)立性。

3.考慮到顯示效率的提高，在視野很遠(yuǎn)時(shí)，不需要顯示室內(nèi)建筑物對(duì)象，也不需要將建筑物的三維輪廓，只要用二維平面表達(dá)形狀即可。當(dāng)視野拉近時(shí)，從二維變?yōu)槿S立體建筑，用三維模型表達(dá)。

4.透過(guò)建筑物外輪廓可以看到室內(nèi)布局，室外環(huán)境以及室內(nèi)建筑物分布一覽無(wú)余。從室外到室內(nèi)透明化漸變過(guò)程，自動(dòng)將關(guān)注重點(diǎn)從建筑物輪廓切換到室內(nèi)對(duì)象，提升用戶體驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種方法流程示意圖；

圖2是樓梯二維圖形處理過(guò)程示意圖；

圖3是立體拉伸過(guò)程示意圖；

圖4是Z字型索引存儲(chǔ)示意圖；

圖5是構(gòu)建側(cè)面過(guò)程示意圖；

圖6是奇偶邊存儲(chǔ)過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

如圖1是本發(fā)明的一種方法流程示意圖,發(fā)明主要包括以下步驟：

1.一種移動(dòng)端室內(nèi)外一體化的三維可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，數(shù)據(jù)預(yù)處理；針對(duì)二維室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)缺失的情況，分別進(jìn)行去除或補(bǔ)充操作。

所述步驟1中，對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理的具體步驟如下：

步驟1.1，樓梯和手扶電梯的處理，即圖形的裁剪和屬性賦值，屬性賦值指高度范圍和抬升點(diǎn)索引的賦值，得到樓梯和手扶電梯數(shù)據(jù)A1，具體步驟如下：

所述的圖形的裁剪具體的為：樓梯的二維平面圖形假設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)方形、等規(guī)則形狀的樓梯；樓梯的處理是將這個(gè)整體圖像進(jìn)行裁剪，分成樓梯間平面、和兩個(gè)樓梯斜面兩部分；

手扶電梯只有一個(gè)斜面組成，將手扶電梯的二維平面圖形處理成一個(gè)長(zhǎng)方形；

所述的處理高度范圍具體的為：對(duì)裁剪后的二維平面圖形設(shè)置高度范圍屬性；

對(duì)于斜面來(lái)說(shuō)，設(shè)定斜面中低的點(diǎn)的起始高度為minh，斜面中高的點(diǎn)的起始高度為h，拉伸高度為step；斜面高點(diǎn)的高度范圍是[h,h+step]，其他非高點(diǎn)即低點(diǎn)的高度范圍是[min,minh+step]；

對(duì)于樓梯間平面，設(shè)定起始高度為minh，拉伸后高度為h；樓梯間平面的所有點(diǎn)高度一樣，高度范圍是[minh,h]；

所述的記錄抬升點(diǎn)索引具體的為：

對(duì)裁剪后的二維平面圖形記錄抬升點(diǎn)索引；對(duì)于斜面，存儲(chǔ)抬升點(diǎn)的索引，表明抬升點(diǎn)相對(duì)于其他點(diǎn)來(lái)說(shuō)是傾斜面中的高點(diǎn)，其他點(diǎn)默認(rèn)都是低點(diǎn)；如圖2是樓梯二維圖形處理過(guò)程示意圖，其中斜面1中存儲(chǔ)的抬升點(diǎn)是[0：3]，斜面2中存儲(chǔ)的抬升點(diǎn)是[2：3]。

步驟1.2，建筑物外輪廓處理，即添加步驟1.1得到的樓梯和手扶電梯數(shù)據(jù)A1和其他室內(nèi)數(shù)據(jù)A2的閉包盒，得到建筑物外輪廓B；為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化效果，建筑物外輪廓、樓層外輪廓都是必須添加的；所述的建筑物外輪廓是所有樓層的幾何數(shù)據(jù)的閉包盒，所述的樓層外輪廓是每層樓層的幾何數(shù)據(jù)的閉包盒。

步驟2，建筑物立體拉伸；對(duì)步驟1得到的二維室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸處理,通過(guò)立體拉伸算法構(gòu)建三維模型；

所述步驟2中，對(duì)步驟1得到的二維室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸處理，得到室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓的三維模型，具體步驟如下：

步驟2.1，普通建筑物拉伸,對(duì)非樓梯和手扶電梯的室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)A2和建筑物外輪廓B進(jìn)行平面拉伸，得到非樓梯和手扶電梯的室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)A2的三維模型Ma2和建筑物外輪廓的三維模型Mb；如圖3是立體拉伸過(guò)程示意圖，對(duì)于同一平面上的點(diǎn)高度一致的，拉伸為立體，一方面要復(fù)制一組平面上的點(diǎn)，另一方面要對(duì)這些點(diǎn)的高度賦值，最后還要對(duì)這些點(diǎn)構(gòu)成的面進(jìn)行三角分解。拉伸步驟如下：

步驟2.1.1，復(fù)制點(diǎn)；

將平面點(diǎn)(x,y)復(fù)制成兩個(gè)點(diǎn)，分別是底（x,y,minh）和頂（x,y,h），并將兩點(diǎn)添加到新的結(jié)構(gòu)體點(diǎn)鏈中，得到點(diǎn)鏈L1；

平面坐標(biāo)系(x,y)采用的Web墨卡托投影坐標(biāo)，高程h以地面為起點(diǎn)，高于地面為正，低于地面為負(fù)；為了強(qiáng)調(diào)樓層分布，高程采用相對(duì)坐標(biāo)，將樓層間距放大，同時(shí)將樓層內(nèi)的建筑物高度縮??；

新的結(jié)構(gòu)體點(diǎn)鏈?zhǔn)侵该總€(gè)點(diǎn)鏈元素中存放著一個(gè)三維點(diǎn)(x,y,h)；例如，在索引0位置1的點(diǎn)鏈元素中存放著一個(gè)三維點(diǎn)(x1,y1,h1)，在位置2的點(diǎn)鏈元素中存放著一個(gè)三維點(diǎn)(x2,y2,h2)。

新的結(jié)構(gòu)體點(diǎn)鏈包括底面點(diǎn)鏈和頂面點(diǎn)鏈，所述的底面點(diǎn)鏈和頂面點(diǎn)鏈最終要放在一個(gè)點(diǎn)鏈中，為了構(gòu)造三角面片索引方便，添加一個(gè)底部點(diǎn)再添加一個(gè)頂部點(diǎn)，點(diǎn)鏈中存儲(chǔ)順序是下上下上、先底后頂，形成Z字型索引的方式；如圖4是Z字型索引存儲(chǔ)示意圖，假設(shè)點(diǎn)鏈下標(biāo)從0開(kāi)始，將二維圖形復(fù)制成底面點(diǎn)鏈和頂面點(diǎn)鏈并最終放在一個(gè)點(diǎn)鏈后，底面點(diǎn)鏈在最終點(diǎn)鏈的位置是0,2,4,6…, 頂面點(diǎn)鏈在最終點(diǎn)鏈的位置是1,3,5,7…，構(gòu)造三角面片形成Z字型索引。

步驟2.1.2，構(gòu)建側(cè)面；

對(duì)步驟2.1.1中得到的L1點(diǎn)鏈中的點(diǎn)進(jìn)行側(cè)面三角面片索引的構(gòu)造；以當(dāng)前添加的底、頂和下一步要添加的底、頂?shù)乃膫€(gè)點(diǎn)作為基礎(chǔ)，構(gòu)造兩個(gè)三角面片F(xiàn)1和F2，形成逆時(shí)針?lè)ň€向外的面片，確保前面面片可見(jiàn)；如圖5是構(gòu)建側(cè)面過(guò)程示意圖，假設(shè)點(diǎn)鏈下標(biāo)從0開(kāi)始，側(cè)面已經(jīng)添加的底點(diǎn)0和頂點(diǎn)1，與下一步將要添加的底點(diǎn)2和頂點(diǎn)3，四個(gè)進(jìn)行逆時(shí)針構(gòu)建面片得到兩個(gè)三角面片索引分別是(0,2,1)和(1,2,3）。

步驟2.1.3，奇偶邊存儲(chǔ)；

對(duì)步驟2.1.2得到的三角面片F(xiàn)1和F2進(jìn)行奇偶邊判斷并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)邊的索引數(shù)組中；為了突出立體效果，奇偶側(cè)邊的顏色根據(jù)光照要重新計(jì)算；指定起始邊為偶邊，每計(jì)算完一邊，翻轉(zhuǎn)其索引存儲(chǔ)的奇偶性，即相鄰兩邊的奇偶性不同，其三角索引分別放在不同的兩個(gè)索引數(shù)組中。圖6是奇偶邊存儲(chǔ)過(guò)程示意圖, 假設(shè)點(diǎn)鏈下標(biāo)從0開(kāi)始，并從偶面開(kāi)始記錄，index[0]存儲(chǔ)偶邊索引，index[1]存儲(chǔ)奇邊索引，偶邊構(gòu)造的三角面片索引分別是(0,2,1)和(1,2,3)，在偶邊索引數(shù)組中存儲(chǔ)為index[0]=[0,2,1,1,2,3], 奇邊構(gòu)造的三角面片索引分別是(2,4,3)和(3,4,5)，在奇邊索引數(shù)組中存儲(chǔ)為index[1]=[2,4,3,3,4,5]。

步驟2.1.4，構(gòu)建頂面；

對(duì)步驟2.1.1中得到的L1點(diǎn)鏈中的頂點(diǎn)進(jìn)行頂面面片構(gòu)建并存儲(chǔ)在頂邊索引數(shù)組中；根據(jù)頂邊頂點(diǎn)生成多邊形，為頂邊輪廓線圍成的多邊形，所述的多邊形分簡(jiǎn)單多邊形和復(fù)雜多邊形兩種，對(duì)多邊形進(jìn)行三角分解；

步驟2.1.5，模型構(gòu)建；

L1點(diǎn)鏈中的點(diǎn)構(gòu)成了模型的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，側(cè)面、頂面索引數(shù)組構(gòu)成模型的索引數(shù)據(jù)，至此模型構(gòu)建完成；

在三維圖形技術(shù)中，模型都是由簡(jiǎn)單的三角形面片組成，模型頂點(diǎn)可以是幾個(gè)三角形共有的，在存儲(chǔ)這些頂點(diǎn)信息時(shí)可以用索引的方式來(lái)存儲(chǔ)這些頂點(diǎn)信息，節(jié)省存儲(chǔ)空間，提高渲染速度。通過(guò)頂點(diǎn)數(shù)據(jù)和索引數(shù)據(jù)創(chuàng)建頂點(diǎn)緩沖和索引緩沖將模型數(shù)據(jù)發(fā)送到顯卡，然后繪制三角形得到三維模型圖形。因此，頂點(diǎn)數(shù)據(jù)和索引數(shù)據(jù)是三維圖形渲染中重要組成部分，就如模型骨架，顏色或者紋理就如模型衣服。

步驟2.2，樓梯和手扶電梯拉伸；得到樓梯和手扶電梯數(shù)據(jù)A1的三維模型Ma1；對(duì)于樓梯間平面，同一平面上的點(diǎn)高度一致，拉伸為立體，一方面要復(fù)制一組平面上的點(diǎn)，另一方面要對(duì)這些點(diǎn)的高度賦值，最后還要對(duì)這些點(diǎn)構(gòu)成的面進(jìn)行三角分解，這部分可采用步驟2.1的方法進(jìn)行拉伸；對(duì)于樓梯斜面和手扶電梯斜面，在將二維點(diǎn)擴(kuò)展成三維點(diǎn)加入點(diǎn)鏈時(shí)，對(duì)斜面低點(diǎn)和斜面高點(diǎn)的高度分別處理；

所述的對(duì)于樓梯斜面和手扶電梯斜面的拉伸，包括下述步驟：

步驟2.2.1，復(fù)制點(diǎn)；

對(duì)于輸入的二維圖形點(diǎn)(x,y)，首先判斷其屬性中的抬升點(diǎn)是否為空，該字段存儲(chǔ)了高點(diǎn)索引信息；

如果為空，表明該點(diǎn)是平面點(diǎn)，二維平面點(diǎn)(x,y)擴(kuò)展成兩個(gè)三維點(diǎn)低(x,y,minh)和頂(x,y,minh+step)；

如果為非空，表明該點(diǎn)是斜面點(diǎn)，再判斷該點(diǎn)索引是否在抬升點(diǎn)集合中；如果在，表明該點(diǎn)是高點(diǎn)，二維斜面點(diǎn)(x,y)擴(kuò)展成兩個(gè)三維點(diǎn)底(x,y, h)和頂(x,y, h+step)；如果不在，表明該點(diǎn)是低點(diǎn)，二維斜面點(diǎn)(x,y)擴(kuò)展成兩個(gè)三維點(diǎn)底(x,y, minh)和頂(x,y, minh +step)；

最后，將底和頂兩點(diǎn)添加到新的結(jié)構(gòu)體點(diǎn)鏈中，得到點(diǎn)鏈L2；

步驟2.2.2，構(gòu)建側(cè)面；

對(duì)步驟2.2.1得到的L2點(diǎn)鏈中的點(diǎn)進(jìn)行側(cè)面三角面片索引的構(gòu)造；以當(dāng)前添加的底、頂和下一步要添加的底、頂?shù)乃膫€(gè)點(diǎn)作為基礎(chǔ)，構(gòu)造兩個(gè)三角面片F(xiàn)3和F4，形成逆時(shí)針?lè)ň€向外的面片，確保前面面片可見(jiàn)；

步驟2.2.3，奇偶邊存儲(chǔ)；

對(duì)步驟2.2.2得到的三角面片F(xiàn)3和F4進(jìn)行奇偶邊判斷并存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)邊的索引數(shù)組中；為了突出立體效果，奇偶側(cè)邊的顏色根據(jù)光照要重新計(jì)算；指定起始邊為偶邊，每計(jì)算完一邊，翻轉(zhuǎn)其索引存儲(chǔ)的奇偶性，即相鄰兩邊的奇偶性不同，其三角索引分別放在不同的兩個(gè)索引數(shù)組中；

步驟2.2.4，構(gòu)建頂面；

對(duì)步驟2.2.1得到的L2點(diǎn)鏈中的頂點(diǎn)進(jìn)行頂面面片構(gòu)建并存儲(chǔ)在頂邊索引數(shù)組中；根據(jù)頂邊頂點(diǎn)生成多邊形，即頂邊輪廓線圍成的多邊形，分簡(jiǎn)單多邊形和復(fù)雜多邊形兩種，對(duì)多邊形進(jìn)行三角分解；

步驟2.2.5，模型構(gòu)建；

L2點(diǎn)鏈中的點(diǎn)構(gòu)成了模型的頂點(diǎn)數(shù)據(jù)，側(cè)面、頂面索引數(shù)組構(gòu)成模型的索引數(shù)據(jù)，模型構(gòu)建完成。

步驟3，室內(nèi)外一體化渲染；對(duì)步驟2得到的室內(nèi)對(duì)象和建筑物輪廓模型分開(kāi)處理，利用地圖縮放級(jí)別控制模型和地面分辨率控制模型的可見(jiàn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化；

所述步驟3中，所述的室內(nèi)外一體化渲染是對(duì)步驟2得到的室內(nèi)對(duì)象三維模型Ma1、Ma2和建筑物外輪廓模型Mb分開(kāi)處理，利用地圖縮放級(jí)別控制模型和地面分辨率控制模型的可見(jiàn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化，包括如下步驟：

步驟3.1，室內(nèi)外分開(kāi)渲染；

將整棟建筑物模型分為室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓兩部分，分別存放在兩個(gè)不同圖層，室內(nèi)對(duì)象圖層Ly1和建筑物外輪廓圖層Ly2,進(jìn)行分開(kāi)渲染；

步驟3.2,二三維切換；

根據(jù)縮放級(jí)別判斷室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓的二三維圖形可見(jiàn)性；地圖縮放級(jí)別大于閾值為三維可見(jiàn)二維不可見(jiàn)，小于閾值為二維可見(jiàn)三維不可見(jiàn)，是否可見(jiàn)的切換表現(xiàn)在二維平面拉伸為三維立體，所述的拉伸過(guò)程是瞬間動(dòng)畫(huà)，根據(jù)分辨率提升二維平面高度為三維立體高度；

具體的，所述的閾值為地圖縮放級(jí)別的17級(jí)。

建筑物外輪廓：在地圖縮放級(jí)別小于17級(jí)時(shí)，建筑物外輪廓表現(xiàn)為二維平面輪廓，沒(méi)有三維建筑形象；在達(dá)到17級(jí)以后，二維平面外輪廓消失，三維立體建筑出現(xiàn)；地圖縮放級(jí)別大于17級(jí)仍舊以此三維立體形象顯示，但是隨著視野拉近建筑物內(nèi)，進(jìn)入室內(nèi)后，建筑物外輪廓逐漸不可見(jiàn)。

室內(nèi)對(duì)象：在地圖縮放級(jí)別小于17級(jí)時(shí)，由于只有建筑物外輪廓，也達(dá)不到顯示室內(nèi)的程度，室內(nèi)二維平面輪廓不顯示，更不必顯示三維室內(nèi)對(duì)象；在地圖縮放級(jí)別達(dá)到17級(jí)以后，三維室內(nèi)對(duì)象構(gòu)建，但是不渲染；地圖縮放級(jí)別大于17級(jí)仍舊以此三維立體形象顯示，但是隨著視野拉近建筑物內(nèi)，室內(nèi)對(duì)象逐漸可見(jiàn)。

步驟3.2,室內(nèi)外切換；

當(dāng)步驟3.2,中將二維平面拉伸為三維立體后，再采用地面分辨率控制室內(nèi)對(duì)象和建筑物外輪廓模型的透明度，從而控制其可見(jiàn)性；當(dāng)?shù)孛娣直媛瘦^低時(shí)，建筑物外輪廓模型完全不透明，樓層、樓梯等室內(nèi)對(duì)象模型完全透明，此時(shí)并不能看到室內(nèi)的結(jié)構(gòu)環(huán)境；在地面分辨率提高的過(guò)程中，建筑物外輪廓模型逐漸透明，室內(nèi)對(duì)象模型逐漸不透明，室內(nèi)的房屋樓層布局逐漸凸顯；直到進(jìn)入室內(nèi)時(shí)，室內(nèi)對(duì)象模型完全不透明，建筑物外輪廓模型完全透明。

具體的，建筑物外輪廓：在地面分辨率大于0.3時(shí)，建筑物外輪廓完全不透明；在地面分辨率大于0.2小于0.3時(shí)，建筑物外輪廓透明度0.9；在地面分辨率大于0.1小于0.2時(shí)，建筑物外輪廓透明度0.6；在地面分辨率大于0.09小于0.1時(shí)，建筑物外輪廓透明度0.3；在地面分辨率小于0.09時(shí)，完全進(jìn)入室內(nèi)，建筑物外輪廓完全透明不可見(jiàn)；

室內(nèi)對(duì)象：在地面分辨率大于0.3時(shí)，室內(nèi)對(duì)象幾乎透明不可見(jiàn)；在地面分辨率大于0.2小于0.3時(shí)，室內(nèi)對(duì)象透明度0.9；在地面分辨率大于0.1小于0.2時(shí)，室內(nèi)對(duì)象透明度0.6；在地面分辨率小于0.1時(shí)，完全進(jìn)入室內(nèi)，室內(nèi)對(duì)象完全不透明。

步驟4，結(jié)束。

一種移動(dòng)端室內(nèi)外一體化的三維可視化裝置，包括：

數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊：用于樓梯和手扶電梯的處理；建筑物外輪廓處理；

建筑物立體拉伸模塊：用于對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊得到的二維室內(nèi)建筑物數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸處理,通過(guò)立體拉伸算法構(gòu)建三維模型；

包括用于對(duì)普通建筑物的拉伸； 包括用于對(duì)樓梯和手扶電梯的拉伸；

室內(nèi)外一體化渲染模塊：用于對(duì)建筑物立體拉伸模塊得到的室內(nèi)對(duì)象和建筑物輪廓模型分開(kāi)處理，利用地圖縮放級(jí)別控制模型和地面分辨率控制模型的可見(jiàn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外一體化。

本方法和裝置從數(shù)據(jù)處理出發(fā)，增加建筑物外輪廓，裁剪編輯樓梯，剔除冗余數(shù)據(jù)，是室內(nèi)外一體化表達(dá)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；采用立體拉伸算法，尤其樓梯的拉伸處理，實(shí)現(xiàn)模型的快速構(gòu)建，是室內(nèi)外一體化表達(dá)的算法基礎(chǔ)；通過(guò)室內(nèi)外建筑物對(duì)象分成兩個(gè)圖層渲染，二三維切換和室內(nèi)外切換的設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)透過(guò)建筑物外輪廓看到室內(nèi)三維布局，從室外到室內(nèi)的漸進(jìn)過(guò)渡等室內(nèi)外一體化表達(dá)效果。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。