基于GPU的颜色渐变线型地图符号绘制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105719230A(43)申请公布日2016.06.29(21)申请号201610016561.X(22)申请日2016.01.11(71)申请人南京师范大学地址210097江苏省南京市鼓楼区宁海路122号(72)发明人乐松山温永宁陈旻闾国年(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人李媛媛(51)Int.Cl.G06T1/20(2006.01)G06T11/40(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称基于GPU的颜色渐变线型地图符号绘制方法(57)摘要本发明涉及GIS领域和数字地图领域的一种符号化渲染技术，给出了一种基于GPU的颜色渐变线型地图符号的绘制方法，实现了基于该方法的线状矢量要素在颜色上渐变的高效渲染和绘制。该方法包括以下步骤：首先确定需要绘制的线要素坐标序列，初始化线宽大小，根据线宽构造三角化后的线Mesh，将沿线走向的U参数和垂直于线走向的V参数传递给Mesh中的每个顶点。根据需要填充的地图符号单元生成相应的颜色结构表，并将此结构颜色表和U-V参数传递到Shader程序中。利用Shader语言，根据每个顶点上的U-V值，基于指定的颜色渐变函数进行线要素的逐像素绘制，由此实现颜色渐变的矢量线型地图符号绘制。CN105719230ACN105719230A权利要求书1/2页1.基于GPU的颜色渐变线型地图符号绘制方法，其特征是，该方法包括下列步骤：步骤1初始化需要绘制的线状要素的点集序列，根据线宽生成需要绘制的三角形几何三角网：确定需要绘制的渐变颜色线的线宽参数，遍历线状要素中的每一个顶点，按照半个最大线宽向两边扩展，同时生成相应的三角形集合，并为每个三角形的每个顶点赋予沿线走向的长度值U值和垂直于线走向的长度值V值，即U-V值，最终得到最后一个顶点的U值作为整条线最大的U值MaxU；步骤2确定需要沿线重复填充的符号单元的颜色结构表：将需要填充的符号单元按照纵向-横向的结构进行分解，用列优先的二维数组和相应的符号单元属性来结构化映射一个符号单元，对这个二维数组中的每一个单元确定渐变的模式，并对单元的四个角分别设置渐变的起始颜色和终止颜色；步骤3在着色器中根据颜色渐变函数对线状要素进行逐像素绘制：在着色器中基于传递到着色器里面的顶点U-V值，动态确定每个像素的U-V值，即像素在水平方向上到线起点的距离u'值和像素在垂直方向上到线的上边界的距离v'值，由此确定每一个像素在符号颜色结构表中属于哪一个单元，并根据所属单元的渐变模式以及初始颜色和终止颜色，利用一个确定的颜色渐变函数，确定绘制的颜色。2.根据权利要求1所述的基于GPU的颜色渐变线型地图符号绘制方法，其特征是，所述步骤1中，将V值从0至最大线宽的范围内归一化到0至1的范围内，U值通过每个顶点距离起始点的距离除以最大线宽得到。3.根据权利要求1所述的基于GPU的颜色渐变线型地图符号绘制方法，其特征是，所述步骤2中，A.符号的颜色结构表：将符号单元按照其结构分解为几个列，每一列都包含其相应的行，每一行都包含其相应的四个角的颜色值，由此形成一系列的颜色单元来映射特定的符号；B.颜色结构表的单元属性：对于一个符号单元的颜色结构表，其每一列都包含相应的宽度属性和所包含的行数属性，每一行都包含相应的高度属性，每一列都包含一个布尔值来指明该列是否为背景列，每个单元都包含其对应的颜色渐变模式，整个颜色结构表包含总列数、总宽度和总高度属性。4.根据权利要求1所述的基于GPU的颜色渐变线型地图符号绘制方法，其特征是，所述步骤3中，A.根据U-V值获取当前像素所处的单元：在着色器中根据当前像素的u'值，利用公式U(p)＝u'-SL×[u'/SL]，计算其在符号颜色结构表中的位置，其中U(p)表示在颜色结构表中的U值，SL表达符号的总宽度，[u'/SL]表示对u'/SL的结果进行取整得到小于u'值的SL的整数倍；然后根据当前像素的v'值，迭代判断其在颜色结构表中所处的具体行，并结合U(p)值确定该像素在符号颜色结构表中所处的具体列；根据得到的具体行和列即可确定当前像素所处的单元；B.颜色渐变模式和颜色渐变函数：根据当前像素所处的单元，获取填充该像素颜色的相关信息，包括单元的渐变模式和颜色渐变函数；B1.对于沿线走向的水平渐变，利用公式Color＝ColorTable1[cell_p]+(1-u_Percent)×ColorTable2[cell_p]获得渐变颜色，其中ColorTable1[cell_p]表示单元左上2CN105719230A权利要求书2/2页角的颜色，ColorTable2[cell_p]表示单元右上角的颜色，u_Percent表示当前像素在符号颜色结构