利索能及
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专利号: 2019113637947
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种顾及线宽一致性的矢量地图实线符号拐角绘制方法,其特征在于,包括下列步骤:

步骤1、对矢量线要素的坐标序列进行初始化,设置以像素为单位的屏幕线宽,设置实线拐角的样式;

步骤2、构建矢量线要素的世界坐标系和屏幕坐标系之间的转换规则,通过此规则将屏幕线宽转换为世界坐标系的线宽,根据此世界坐标系线宽:顺序遍历矢量线要素的每个坐标,由线生成三角形集合,其中每个三角形的顶点都具有沿线走向的U值和垂直线走向的V值,每个顶点都具有所属线段的正向标记P值和反向标记N值,每个顶点还具有一个缩放方向D值;在矢量线要素的拐角处进行对称三角化处理,通过四个点的P-N值来表达不同样式的实线拐角;

步骤3、组装GPU着色器的状态协议:该状态协议包括两个层次,一个是顶点层,包括U值、V值、正向标记P值、反向标记N值、缩放方向D值,另一个结构层,包括最大线宽M值、地图比例缩放S值、拐角样式J值;不同样式的实线拐角一一对应于不同的拐角样式J值;

步骤4、在CPU中获取初始的世界坐标系线宽和地图比例尺缩放系数,并分别按照状态协议中的M值、S值和J值传递到GPU中,由此在GPU着色器中解析状态协议中的U值、V值、P值、N值、D值、M值、S值、J值,动态计算当前实线拐角需要绘制的像素位置,并完成绘制。

2.根据权利要求1所述的顾及线宽一致性的矢量地图实线符号拐角绘制方法,其特征在于,所述实线拐角样式包括圆角、尖角、平角和缺角。

3.根据权利要求1或2所述的顾及线宽一致性的矢量地图实线符号拐角绘制方法,其特征在于,所述步骤2中:A.沿线走向的U值根据每个顶点沿着线要素的距离计算获得,其中起点扩张出来的两个顶点U值均为0,终点扩张出来的两个顶点U值均为整条线的长度除以线宽,其他点扩张出来的两个顶点U值均为长度累积值除以线宽;

B.垂直线走向的V值根据每个顶点向两侧扩张的距离计算获得,线要素上的每个点,其扩张出来的两个顶点位于线走向左侧的V值为1,位于右侧的V值为0;

C.缩放方向D值为一个二维向量,该二维向量的长度根据扩张顶点与原始点之间的距离计算获得。

4.根据权利要求1或2所述的顾及线宽一致性的矢量地图实线符号拐角绘制方法,其特征在于,所述步骤2中,矢量线要素由首尾相接的一系列线段构成,每个线段有且只有两个点:起点和终点,线段的起点和终点扩张出来的矩形,构成矢量线要素主体部分,相邻线段之间形成的拐角,构成矢量线要素拐角部分;所述矢量线要素主体部分的正向标记P值和反向标记N均大于等于0,矢量线要素拐角部分的正向标记P值和反向标记N值均小于0。

5.根据权利要求4所述的顾及线宽一致性的矢量地图实线符号拐角绘制方法,其特征在于,所述矢量线要素主体部分的正向标记P值和反向标记N值为:正向标记P值:起点垂直于线走向扩张出来的两个点P值均为0,终点垂直于线走向扩张出来的两个点P值均为该线段的长度除以线宽;

反向标记N值:起点垂直于线走向扩张出来的两个点N值均为该线段的长度除以线宽,终点垂直与线走向扩张出来的两个点N值均为0。

6.根据权利要求4所述的顾及线宽一致性的矢量地图实线符号拐角绘制方法,其特征在于,在矢量线要素的拐角处进行对称三角化处理,通过四个点的P-N值来表达不同样式的实线拐角的具体步骤如下:A.对称三角化处理:

当拐角为沿线走向左侧凸起时,由以下四个点构成:前一线段终点的左侧点、后一线段起点的左侧点、前后线段的左侧交点和前一线段的终点;当拐角为沿线走向右侧凸起时,由以下四个点构成:前一线段终点的右侧点、后一线段起点的右侧点、前后线段的右侧交点和前一线段的终点;所述四个点形成的四边形是垂直于线走向对称的;

B.矢量线要素拐角部分的正向标记P值和反向标记N值:

B1.当拐角为沿线走向左侧凸起时:前一线段终点的左侧点、后一线段起点的左侧点以及前一线段的终点P值均为-1.0,前后线段的左侧交点P值为:-1.0-(延展长度/线宽),延展长度是前后线段的左侧交点与前一线段终点的左侧点距离;四个点的N值均为延展长度除以凸起长度,凸起长度是前后线段的左侧交点与前一线段终点之间的距离;

B2.当拐角为沿线走向右侧凸起时:前一线段终点的右侧点、后一线段起点的右侧点以及前一线段的终点P值均为-1.0,前后线段的右侧交点P值为:-1.0-(延展长度/线宽),延展长度是前后线段的右侧交点与前一线段终点的右侧点距离;四个点的N值均为延展长度除以凸起长度,凸起长度是前后线段的右侧交点与前一线段终点之间的距离。

7.根据权利要求1所述的顾及线宽一致性的矢量地图实线符号拐角绘制方法,其特征在于,所述步骤3中,最大线宽M值为世界坐标系的线宽。

8.根据权利要求1所述的顾及线宽一致性的矢量地图实线符号拐角绘制方法,其特征在于,所述步骤3中,地图比例缩放S值是随着地图比例尺缩放动态更新的比例值。

9.根据权利要求1所述的顾及线宽一致性的矢量地图实线符号拐角绘制方法,其特征在于,所述步骤3中,状态协议按照U值、V值、D值、P值、N值、M值、S值、J值进行组织,其中U值和V值是一维浮点数、D值是二维浮点数、P值和N值是一维浮点数、M值和S值是一维浮点数、J值也是一维浮点数,将U值、V值、D值按序组织成四维向量,将P值、N值按序组织成为二维向量,将M值、S值、J值按序组织成三维向量,最终形成的状态协议由三个向量构成:U-V-D四维向量、P-N二维向量和M-S-J三维向量。