一种三维物体的显示方法技术

本发明专利技术提供一种简单的方式来显示三维物体，通过获取指定空间的二维俯视图，在二维俯视图上标注感兴趣对象的轮廓线，基于所述感兴趣对象的轮廓线建立三维空间数据库，并利用所述三维空间数据库显示所述指定空间。建立三维城市道路模型，并基于该三维城市道路模型来提供适合于一些应用要求较低的重点在于道路连通性的场景的应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于计算机图像、图形处理领域。
技术介绍
作为利用电子计算机向用户展现三维空间的技术，其向使用者提供了更加真实的 立体感、空间感。相对于普通的二维展现技术，三维图像够向用户呈现三维空间的细节状 况，不仅仅限于一个平面，而是在“四面八方”都提供了展示细节，使用户具有身临其境的感 觉。具体而言，三维建模技术是在特定的视觉下展现的空间结构，能展示真实世界的全貌。 可以使读者能够动态地、全方位地、直观地观察整个真实世界。在最近的一些应用中，对于 城市道路的考察和现实逐渐被大家所关注，一些用于呈现三维城市道路的方法相继被提出 和实现，然而这些方法都是基于一些特定的应用环境而产生的，算法太过于复杂，实现过程 也需要引入大量的计算资源。事实上，在一些应用要求不高的三维城市道路的显示中，完全 可以忽略三维空间中的一些实体，例如在模拟驾驶时，仅仅需要关注道路的延伸方向、以及 道路两边的房屋等建筑物，而可以不考虑居民小区内部的细节。此时仍然采用传统的方法 来建立三维空间模型显得完全没有必要。
技术实现思路
本专利技术致力于以一种简单的方式来提供，通过建立三维 城市道路模型，并基于该三维城市道路模型来提供适合于一些应用要求较低的重点在于道 路连通性的场景的应用。本发提供，包括以下步骤(5)获取指定空间的二维俯视图；(6)在二维俯视图上标注感兴趣对象的轮廓线(7)基于所述感兴趣对象的轮廓线建立三维空间数据库(8)利用所述三维空间数据库显示所述指定空间。进一步，所述指定空间为城市空间，所述感兴趣对象为城市空间中的道路，所述步 骤(1)包括首先对城市进行航拍，获取城市空间的不同区域的俯视图，对所述不同区域的 俯视图进行拼接、融合而得到一张整体的城市空间的二维俯视图。更进一步，上述步骤(2)包括，在城市空间的二维俯视图中标记出所有道路的轮 廓线，所述轮廓线反映了道路的边界，每条道路的轮廓线由两条不相交的曲线组成，构成一 个连通的网络状的道路图。更进一步，上述步骤(3)包括，建立指定空间的外包盒，该外包盒能够包纳所述指 定空间，将所述指定空间的外包盒划分为多个立方体网格，所述立方体网格是在三维空间 中最小的显示单位，所述网格具有用于标记该网格是否为道路边界标记，该标记的默认值 为0;将所述轮廓线映射到指定空间的外包盒的底面上，如果轮廓线落在所述底面的某一网格中，则将该网格的道路边界标记设为1 ；映射完成后，将所有道路边界标记为1的网格连接起来，在指定空间的外包盒的 底面上也得到一个连通的道路区域，以及多个非连通区域；将指定空间的外包盒的底面上的轮廓线进行空间上的扩展，包括，从指定空间的 外包盒的顶面向底面做投影，凡投影落在轮廓线上的所有网格的道路边界标记都标记为1， 以获得一个在指定空间的外包盒中一个连通的道路空间，以及多个非连通空间。在城市空间的外包盒中，将城市空间的外包盒的非道路的空间上填充实体对象， 所述实体对象为网格的集合，所述网格进一步包括位置属性，用于表示该网格在城市空间 的外包盒中的位置信息以及颜色属性，所述颜色属性包括透明色，以及其他的颜色，对于道 路区域，将位于该道路区域的网格设置为透明色，而对于非道路区域，将其对应的网格设置 为其他的颜色，例如黑色、蓝色等，每个网格可以具有不同的颜色，通过网格颜色的组合可 以呈现出特定的图案。为上述所有的网格建立一网格信息数据库，在数据库中存储每个网格的道路边界 标记、位置属性、颜色属性等。所述步骤(4)包括，首先呈现出城市空间的外包盒、然后通过查找网格信息数据 库，将城市空间的外包盒中的每个设置上相应的属性，从而实现了城市道路的三维显示。附图说明图1是本专利技术中在二维俯视图上标注感兴趣对象的轮廓线的示意图；图2是本专利技术中在指定空间的划分网格后的底面示意3是本专利技术中道路边界标记为1的网格的示意图；图4是本专利技术中三维空间的顶面到底面的关于连通空间与非连通空间的俯视图； 具体实施例方式结合上述附图，本部分内容进一步详细叙述本专利技术所提出的三维物体的显示方 法，该方法包括步骤1 获取指定空间的二维俯视图。在一个应用中，所述指定空间为城市空间， 所述感兴趣对象为城市空间中的道路。在该应用中，首先对城市进行航拍，拍摄城市面貌的 俯视图，优选地，以镜头方向与地面垂直的方向拍摄城市面貌的俯视图。现实中不可能在一 张二维照片中照下整个城市的面貌的同时能够很好地呈现城市的道路的细节，因此需要在 不同位置拍摄一定数量的照片，这个数量可能是一千张或者更多，拍摄的照片数量越多，则 获取的细节也越多。可以根据对城市道路的在照片中所显示的精细程度来确定航拍的高度，例如， 相机的分辨率为NxN像素，道路的最低宽度占m(m < η)像素，即意味着照片中一条道路 的宽度至少要占据m个像素，如果低于这个值，则该道路无法辨认，很显然的例子是，在 1024x1024的图像中要辨认或者识别一条宽度仅仅为1个像素的道路是不可能的。在城市 道路的宽度最低为a米，那么在NxN大小的图像中所呈现的实际范围不能超过axN/m，照相 机的广角为r，则拍摄高度为h= (a*N/m)/(2*tan(r/2))。一个示意性的例子，照片分辨率 为1024x1024，最低可分辨的道路宽度为16像素，而要在三维道路中展示最低宽度为3米的道路，则该1024x1024大小的照片所呈现的实际范围不能够超过192x192平方米，如果照相 机广角为90°，则拍摄高度不能超过192/2 = 96米。该例子只是示意性的说明，用来说明 航拍高度的范围，不构成对本专利技术保护范围的限定，其与实际应用当中的实际情况可能相 距甚远。在城市上方的不同位置拍摄一定数量的俯视照片(也可以称为投影照片)，照片 的数量视城市的规模而定，例如一张照片能够呈现1平方公里(1公里*1公里)大小的区 域，而城市大小为100公里*100公里，则为了获得整个城市的俯视照片，所拍摄照片的数量 不能少于1万张。而后将所获得的所有照片进行拼接、融合而得到一张整体的城市道路照片，显而 易见的是，该照片的尺寸也远远大于单张照片的尺寸。沿用上面的例子，经过拼接和融合可 以得到一张能够展示100公里*100公里范围的照片。因为各照片中存在大量静态的特征 区域，例如建筑物、道路等，可以采用本领域常用的一些算法，如基于特征(例如道路特征、 建筑物特征)的匹配、融合，其方法是在一幅照片中选取一些特征区域，而在其他的照片中 查找到具有该特征区域的照片，进而将这两幅照片进行融合。在另一种可选的实施方式中， 可以人工选择两张具有相同地理特征的照片进行融合。步骤2 在二维俯视图上标注感兴趣对象的轮廓线。得到融合的能够呈现整个城市的俯视图像后，识别出俯视图像中的所有道路。一 种实施方式是，在整个城市的俯视图像中标记出所有道路的轮廓线，轮廓线反映了道路的 边界，每条道路的轮廓线由两条不相交的曲线组成，如图1所示，标记轮廓线时保持各轮廓 线不互相阻断，这样标记出的轮廓线构成一个连通的区域，更形象地说，构成一个连通的网 络状的道路图，如附图1中虚线部分表示的区域。另一种方式是采用模式识别算法来自动识别道路的轮廓线，可以基于道路的颜色 来识别，因为道路通常都是灰色的，为了获得更好的效果，还可以进一步结合道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维物体的显示方法，包括以下步骤：（１）获取指定空间的二维俯视图；（２）在二维俯视图上标注感兴趣对象的轮廓线（３）基于所述感兴趣对象的轮廓线建立三维空间数据库（４）利用所述三维空间数据库显示所述指定空间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金祎，
申请(专利权)人：北京联合大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]