使用虚拟表面摇摄制造技术

本发明专利技术涉及在三维环境中摇摄虚拟相机。在本发明专利技术的一个实施例中，一种计算机实现的方法在三维环境中摇摄虚拟相机。在该方法实施例中，确定在三维环境中的三维模型上的第一点。根据第一点、三维模型和虚拟相机在三维环境中的位所，确定虚拟表面。确定在虚拟表面上的第二点。最后，根据第一点和第二点来改变三维模型的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在三维环境中移动虚拟相机。
技术介绍
存在用于导航通过三维环境来显示三维数据的系统。三维环境包括虚拟相机。虚 拟相机具有定义向用户显示哪些三维数据的透视角(perspective)。用户可以输入摇摄 (pan)虚拟相机的数据。通过摇摄虚拟相机，用户在三维环境中导航。一种类型的摇摄虚拟相机以在三维环境中导航的系统是地理信息系统。地理信息 系统是用于存储、检索、操纵以及显示地球的三维模型的系统。三维模型可以包括映射到诸 如高山、山谷和峡谷的地形的卫星图像纹理。此外，三维模型可以包括建筑物和其它三维特 征。随着虚拟相机的透视角变得与地球相切，摇摄变得越来越不稳定。对用户的输入 的较小改变摇摄虚拟相机较大距离。这对于用户而言会令人迷惑。需要用于在三维环境中更稳定的摇摄的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术涉及在三维环境中摇摄。在本专利技术的一个实施例中，一种计算机实现的方 法在三维环境中摇摄虚拟相机。在该方法实施例中，确定在三维环境中的三维模型上的第 一点。根据第一点、三维模型和虚拟相机在三维环境中的位所，确定虚拟表面。确定在虚拟 表面上的第二点。最后，根据第一点和第二点来改变三维模型的位置。在第二实施例中，一个系统在三维环境中摇摄虚拟相机。该系统包括摇摄模块，其 确定在三维环境中的三维模型上的第一点。摇摄模块还确定虚拟表面上的第二点。虚拟表 面计算器模块根据第一点、三维模型和虚拟相机在三维环境中的位所来确定虚拟表面。旋 转器模块根据第一和第二点来改变三维模型的位置。在第三实施例中，一种计算机实现的方法在包括地球的三维模型的三维环境中摇 摄虚拟相机。该方法包括在显示区域显示来自虚拟相机的透视角的三维模型，使用户能够 用光标在显示区域上选择第一点，以及根据第一点来确定第一屏幕射线。该方法进一步包 括使用户能够将光标移动到显示区域中的第二点，根据第二点来确定第二屏幕射线，以及 围绕通过三维模型的旋转点(例如，中心)的轴旋转三维模型，来以摇摄速率定义的速度跟 随光标。摇摄速率是三维模型的旋转角度与在第一屏幕射线和第二屏幕射线之间的角度的 比率。摇摄速率不超过阈值。利用虚拟表面来在三维环境中摇摄在虚拟相机的透视角几乎与三维模型相切时 减少了三维模型的移动。通过减少三维模型的移动，本专利技术的实施例使摇摄更稳定。将在下面参考附图详细描述本专利技术的进一步实施例、特征和优势，以及本专利技术的 各种实施例的结构和操作。附图说明在此合并并且形成本说明书的一部分的附示了本专利技术，并且与描述一起进一 步用作解释本专利技术的原理，而且使有关领域技术人员能够制作并使用本专利技术。图IA是图示了在没有虚拟表面的情况下摇摄的图。图IB是图示了根据本专利技术的一个实施例的在具有虚拟表面的情况下摇摄的图。图2A是地理信息系统的用户界面的截屏。图2B是图示了用于在具有虚拟表面的情况下摇摄的显示区域的各区的图。图3是根据本专利技术的一个实施例的使用虚拟表面来摇摄的地理信息系统客户端 的体系结构图。图4是用于使用虚拟表面来摇摄的方法的流程图，该方法可以在操作图3中的系 统时使用。图5A是图示了根据图4中的方法中的一个步骤来确定替代射线的图。图5B是图示了根据图4中的方法中的一个步骤来确定命中(hit)点的图。图6是图示了用于根据图4中的方法中的一个步骤来构建虚拟表面的计算的图。图7A-B是图示了根据图4中的方法来确定与虚拟表面的交点以及旋转三维模型 的图。元素在其中首次出现的附图典型地由相应参考数字中的最左边数字指示。在附图 中，相同的参考数字可以指示同一或功能上相似的元素。具体实施例方式本专利技术的实施例涉及使用虚拟表面来稳定摇摄。在随后的本专利技术的详细描述中， 对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用指示所描述的实施例可以包括特定特 征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括该特定特征、结构或特性。而且，这样的短语 不一定是指同一实施例。此外，在与一个实施例有关地描述特定特征、结构或特性时，所认 为的是，无论是否明确描述，与其它实施例结合地实现这样的特征、结构或特性在本领域技 术人员的知识范围内。如在此所使用的，术语“摇摄”虚拟相机是指关于通过诸如三维模型的中心的旋转 点的轴旋转三维模型。重要的是，应当注意，相对于相机移动三维模型等效于相对于三维模 型移动相机。图IA示出了图示了在没有虚拟表面的情况下跟踪球摇摄的图100。图100示出了 查看三维几何102的虚拟相机106。三维几何102包括地形116。如在下面详细描述的，三 维几何102例如可以是具有在点112处的中心源的地球的三维模型，以及虚拟相机106可 以定义在显示区域上向用户显示三维模型的哪些部分。用户可以在显示区域上选择第一点。结果，根据该点延伸射线114。在一个示例 中，射线114可以从虚拟相机的焦点延伸通过虚拟相机的视口上的与在显示区域上选择的 点相对应的点。将关于图5B更详细地描述可以如何确定射线114。一旦确定射线114，就 确定了在射线114与三维模型102之间的交点108。确定与点108和三维模型102相对应的摇摄球面104。摇摄球面104是用于控制 摇摄的三维表面。在一个示例中，摇摄球面104可以是具有在点112处的中心源，和等于在交点108与点112之间的距离的半径的球面。一旦确定摇摄球面104，用户就在显示区域上选择第二点，然后相应地旋转三维模 型102。用户可以例如通过将鼠标移动到新的位置来在显示区域上选择第二点。作为用户 选择的结果，确定对应于第二点的射线120。一旦确定射线120，就确定了在射线120与摇 摄球面104之间的交点110。线段118连接点112与交点108，以及线段122连接点112与 交点110。以在线段118与线段122之间的角度114旋转三维模型102。以这种方式，通过 用例如鼠标在显示区域上选择点，并且移动鼠标，用户旋转模型以跟随鼠标的移动。虽然标准跟踪球摇摄具有优势，但是它可以是不稳定的。随着射线120逐渐变得 与三维模型102和摇摄球面104相切，对用户的选择的较小改变导致模型102的较大旋转。 本专利技术的实施例通过引入如关于图IB描述的虚拟表面使摇摄更稳定。图IB示出了图示了根据本专利技术的一个实施例的在具有虚拟表面的情况下摇摄的 图150。如在图100中，在图150中，用户在显示区域上选择第一和第二点，结果，模型旋转。 然而，虚拟表面减少模型的旋转，因此增加了稳定性。当用户在显示区域上选择了第一点时，如关于图100所描述的，确定射线114、交 点108和摇摄球面104。一旦确定摇摄球面104，就确定了虚拟表面152。虚拟表面152和 摇摄球面104—起形成连续、平滑的表面。虚拟表面152例如可以是与摇摄球面104的一 部分相对的凹面。在一个实施例中，虚拟表面152可以是摇摄球面104的一部分的镜像。当用户在显示区域上选择了第二点时，根据用户选择延伸射线120，并且旋转三维 模型102。确定在射线120与虚拟表面152之间的交点154。线段158连接点112与交点 154。以在线段158与线段118之间的角度156旋转模型102。因此，使用虚拟表面152，而 不是摇摄球面104来确定交点。以这种方式，在射线120变得与球面104相切时没有以突本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在三维环境中摇摄虚拟相机的计算机实现的方法，包括：　　（ａ）确定在所述三维环境中的三维模型上的第一点；　　（ｂ）根据所述第一点、所述三维模型和所述虚拟相机在所述三维环境中的位所，确定虚拟表面；　　（ｃ）确定在所述虚拟表面上的第二点；以及　　（ｄ）根据所述第一点和所述第二点来改变所述三维模型的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈克尔·瓦拉得汗，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：US