algorithm - 3D 视线算法

Question

我目前正在实现一种视线算法，它会告诉我沿着一条线可以看到和不能看到的点。所以，如果我站在一些丘陵地带的顶部，我可以知道我能看到哪里，不能看到哪里。

从 A 点到 B 点生成的线包括一些在 A 和 B 之间均匀分布的点。从 A 开始，我看到 A 和 B 之间的仰角是多少。我注意到我的 alphaAngle.

接下来，对于 A 和 B 之间的每个点，我得到 A 和该点之间的仰角。如果那个点是到目前为止的最高仰角(不包括 alphaAngle)，那么我就这样标记它。否则，它的仰角较低，因此我应该看不到它，并将该点标记为具有 hasLOS = false。

以下是我使用的一些对象定义:

struct TerrainProfilPnt
{
 double m_x_lon; //lon
 double m_y_lat; //lat
 double m_z_elev; //elev
 bool m_hasLOS; //Does this point have line of sight from another point?
};

class TerrainProfilePartitioner; // Holds a collection of points that make up the line

这是我写出的算法，但它没有返回正确的结果。要么它在不应该的时候声称它有 LOS(比如从一座山后面走到另一座山的另一边，我不应该看到它)。或者它声称我看不到终点(山顶到山下的山谷)。因此，我怀疑我寻找视线的实现方式不正确，或者我在代码中实现方式有误。

using Point = TerrainProfilePnt;

    auto pointsInLine = terrainProfilePartitioner->GetPoints();
    auto& pointsVec = pointsInLine->GetVector();
    std::vector<Point> terrainProfileVec;
    terrainProfileVec.reserve(pointsVec.size());

    double start_xlon = 0.0f;
    double start_ylat = 0.0f;
    double start_zelev = 0.0f;

    double end_xlon = 0.0f;
    double end_ylat = 0.0f;
    double end_zelev = 0.0f;

    //The angle between the starting point and the ending point
    double initialElevAngle = 0.0f;


    //Assemble the first and last points
    start_xlon = pointsVec.front().x();
    start_ylat = pointsVec.front().y();
  GetPointElevation(start_xlon, start_ylat, start_zelev);    
    end_xlon = pointsVec.back().x();
    end_ylat = pointsVec.back().y();
    GetPointElevation(end_xlon, end_ylat, end_zelev);

    //Calculate the angle between the beginning and ending points
    initialElevAngle = atan2(start_zelev, end_zelev) * 180 / M_PI;

    Point initialPoint;
    initialPoint.m_x_lon = start_xlon;
    initialPoint.m_y_lat = start_ylat;
    initialPoint.m_z_elev = start_zelev;
    initialPoint.m_hasLOS = true;

    //pointsVec.push_back(initialPoint);
    terrainProfileVec.push_back(initialPoint);

    double oldAngle = 0.0f;;
    bool hasOldAngle = false;
    for (std::size_t i = 1; i < pointsVec.size(); ++i)
    {
        Point p;
        p.m_x_lon = pointsVec.at(i).x();
        p.m_y_lat = pointsVec.at(i).y();
        GetPointElevation(p.m_x_lon, p.m_y_lat, p.m_z_elev);

        double newAngle = atan2(start_zelev, p.m_z_elev) * 180 / M_PI;
        if (!hasOldAngle)
        {
            hasOldAngle = true;
            oldAngle = newAngle;
            p.m_hasLOS = true;
        }
        else
        {
            if (newAngle < oldAngle)
            {
                p.m_hasLOS = false;
            }
            else
            { 
                oldAngle = newAngle;
                p.m_hasLOS = true;
            }
        }

    }

    auto terrainPrfileSeq = new Common::ObjectRandomAccessSequence<TerrainProfilePnt>(terrainProfileVec);

    return terrainPrfile

Answer 1

atan2(start_zelev, p.m_z_elev) 没有意义。你需要

    atan2(distance, p.m_z_elev - start_zelev);

其中 distance 是 p 和 initialPoint 之间的水平距离。