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- 课程介绍
- 课程大纲
适合人群：
高级程序员 高级工程师 GIS从业者 BIM从业者 三维从业者 数字化从业者
你将会学到：
从2D->2.5D->3D立体球,全程零代码到完全实现，每一句代码都是课堂编写，实现无漏学习
- 多线程的高级用法
- C++语言新特性的应用
- 设计模式在项目中的实际应用
- 智能指针的高级用法
- 模块之间解耦，降低模块之间的耦合度
- 高程数据的格式以及由来
- TIF文件到金字塔瓦片的生成
- 使用投影实现从2D到3D的过程
- 程序优化技巧
- 内存池以及对象池的使用
课程简介：
课程截图
SHP轮阔数据生成三维建筑数据（拉伸算法），凸包处理(凹多边形处理成凸多边形)
| OpenGL-自主高性能三维GIS平台架构与实现/第二季：高程数据加载+实现三维球体 | |||
| 章节名称 | 课时编号 | 课程名称 | 主要内容描述 |
| DEM基础 | 1 | DEM基础知识 | 1.介绍基本的DEM知识 2.什么是DEM，作用是什么 |
| 2 | DEM数据 | 1.如何获取/ 传统测量/激光扫描/无人机测量/ 点云数据/ 倾斜摄影 2.如何使用/局部小规模（栅格数据，图片/tif), 3. 组织方式 4. 根据使用目的不同，介绍多种优化方法 | |
| 3 | DEM图层的实现原理 | 1 | |
| 4 | DEM数据结构定义 | struct V3U3N4 { float x, y, z; float u, v, w; byte nx,ny,nz,nw; } 顶点数据的生成和计算 | |
| WGS84投影计算 | 5 | wgs84 投影 | 球体被切成一个个小圆弧，一共60个投影带，分别为01,02.........60 WGS的最新版本为WGS 84（也称作WGS 1984、EPSG:4326），1984年定义、最后修订于2004年。 接口定义 坐标转换 Wgs84 数据加载 |
| 6 | 瓦片编号计算生成算法 | 1. 经纬度到大地坐标的转换 2.大地坐标到经纬度坐标转换 3. 根据经纬度获取瓦片编号 | |
| 框架重构 | 7 | 智能指针重构框架 | 1. 基类定义（所有的类继承自基类），基类派生自 std::enbale_shared_from_this 2. 实现智能指针的动态转换接口 3. 实现向下转换 4. 已有的类实现全部使用智能指针重构 5. 任务系统(多线程加载任务） |
| 8 | 引入图层(Layer) | 1. 介绍图层的概念以及重要性 2. 图层类实现 3. 修改框架（使用图层的方式重构框架） | |
| 9 | Layer-bug排查（绘制过程中出现错位，偶发） | 1. 框架重构后遇到问题（绘制结果错误） 2. 瓦片索引方式发生变化，多线程中引起内存问题 3. 修改索引方式，解决绘制偶发错误问题 | |
| 10 | 引入数据源（TileSource) | 1. 数据源的作用与设计目的 2. 当前存在的问题，数据调度中存在问题 3. 数据源(TileSource)类实现 | |
| 11 | 数据格式管理(FormatMgr) | 1. 数据格式管理（FormatMgr) 提出的目的，需要解决的问题 2. CELLFormat基类接口抽象 3. 实现几个标准格式类 4. 修改框架流程，使用FormatMgr重构流程 5. 扩展支持，后续支持任务格式数据加入系统 | |
| 12 | Task(任务)优化 | 1. 任务中低耦合数据结构，目的是让Task更加的通用 2. 修改任务读取代码与任务处理代码，完善处理流程 | |
| DEM高程 | 13 | DEM-数字高程定义 | 1. 什么是数字化高程数据 2. 当下GIS系统中有哪些常见的高程格式 3. 课程体体系中使用的哪种格式 4. 高程类定义以及实现，并加入到FormatMgr 管理系统中 |
| 14 | 高程瓦片数据读取 | 1. 介绍GIS系统相关的工具（在数据转换）数据生成方面可以解决大量时间 2. 自定义高程瓦片格式说明 3. 自定义高程格式文件解析，并以智能对象的方式引入到系统中 4. 完善框架代码，适配高程数据 | |
| 15 | 高程瓦片文件的读取 | 1. 实现基本的读取算法 2. 增加格式化组件，并加入到系统中 3. 配置高程图层以及高程数据源，并加载数据，验证数据正确性 | |
| 16 | 瓦片数据结构重构 | 1.顶点生成 2.UV坐标计算 3.面数据生成 | |
| 17 | DEM重构绘制流程 | 1. 修改绘制数据结构，去除无用字段 2. 增加Mesh类，实现光栅数据转换成三角面数据，计算UV数据，提炼接口 3. 修改系统调度，实现顶点数据，UV数据，以及面数据的生成与更新 4. 按需更新数据，而不是每一帧更新 | |
| 18 | DEM-数据精度问题(CPU) | 1. 因为瓦片数据使用大地坐标作为系统输入，造成瓦片坐标很大，单浮点数据精度不够 2. 使用局部坐标的方式解决单浮点精度问题 3. 调整相机参数，解决投影矩阵数据计算深度精度问题 4. 修改绘制shader 实现对瓦片数据的绘制 | |
| 19 | DEM-数据精度问题(LogDepth) | 1. 使用对数深度(log depth )算法在GPU中 计算解决单浮点经纬计算问题 2. 修改shader ,增加对（logDepth）算法支持 3. 修改C++端代码，实现对shader数据的输入 | |
| 20 | DEM-数据结构优化 | 1.当下使用CPU端数据通过接口的方式传递给GPU，速度慢 2. 使用Instance 方式降低Vertex Buffer 的大小，优化渲染系统 | |
| 21 | DEM-GPU缓冲区优化 | 1. 使用Vertex Buffer Object / Index Buffer Object / Instance 方式优化渲染系统 2. 修改绘制接口，使用DrawElementsInstanceBaseInstance方式提升系统性能 | |
| 内存池与对象池 | 22 | 瓦片生成优化/对象池 | 1. 相机移动过程中会频繁的建立与释放瓦片，对CPU有较大的消耗 2. 引入内存池，避免频繁的内存申请与释放，降低CPU时间 3. 改造智能指针对象，对象释放通知到内存管理，回收对象内存 |
| 23 | 改造任务系统支持对象池 | 1. 任务系统是一个公用模块，被多个模块使用，避免频繁的内存操作，引起的内存碎片 2. 实现对象池，并应用到任务模块 | |
| 法线计算 | 24 | 法线计算 | 1. 修改现有顶点结构，增加法线支持 2. 修改shader,增加法线顶点输入，使用平行光光照模型 3. 修改绘制流程，支持光照计算，使用探照灯作为光源输入 |
| 25 | 顶点法线计算/共享法线计算 | 1. 增加数据结构保存顶点数据被多个面共享的次数 2. 计算面法线，并累加到顶点法线中 3. 根据顶点被面共享的次数做平均法线计算 4. 修改流程，按需更新法线数据 | |
| 26 | 法线数据压缩 | 1. 法线数据使用3 * float 数据存储，大大的增加了系统的数据 2. 实现算法，将3 * float 数据压缩成4字节数据 3. 改造绘制代码，支持压缩数据输入 | |
| 27 | GPU中计算产生法线数据(去掉CPU中计算) | 1. 引擎支持 Geometry Shader 阶段 2. 编写 Geometry Shader,实现法线计算 | |
| 系统功能优化 | 28 | 重构CPU拾取流程 | 1. 当下的拾取流程，只支撑二维数据拾取，无法准群的拾取三维数据 2. Terrain中增加拾取接口，输入射线，输出拾取到顶点数据 |
| 29 | 绘制拾取结果 | 1. 增加一个绘制点的方法，实现绘制代码 2. 修改shader,增加logdepth 3. 调试代码，花费了很多时间排查错误，最总排查到是因为uniform参数笔误写错造成。 | |
| 30 | 任务系统完善，避免任务队列无线膨胀 | 1. 任务系统中，没有限制队列的大小，生产者的能力远大于消费者的能力，造成任务队列膨胀 2. 处理办法，限制生产者的生产能力，而不是限制任务队列大小（这种方式会造成业务逻辑异常复杂） 3. 使用sleep休眠方式（这种方式是严重错误的） | |
| 31 | 如何避免瓦片数据抖动 | 1. 产生瓦片抖动的原因 ？ 分裂算法与回退算法中间没有过度 2. 引入过度流程，避免内存抖动，参数因子是一个重要的数据，需要谨慎使用 3. 有必要结合瓦片自身数据动态计算参数因子 | |
| 32 | 瓦片数据管理-fepk文件格式支持-全球数据加载 | 1. 支持fepk文件格式，增加fepk读取组件，适配fepk文件 2. fepk管理数据方式：一般情况选择全球前10级别作为基础级别，因数据量不大(1G)左右，后续以8级作为基础级别，全球19级别数据被划分为 2^8 * 2^7(512 * 256)个块。每个块中包含了256 * 256 张小瓦片 | |
| 33 | fepk高程数据读取 | ||
| 34 | 高程分裂处理 | 当瓦片没有高程数据，那么子节点以及其他后代节点该如何共享父节点的数据 | |
| 35 | lesson-734-高程瓦片分裂处理(2)-算法实现 | 高程数据分裂算法实现 实现对高程数据的切分，并对特殊数据进行处理 | |
| 36 | 高程瓦片分裂处理(3)-问题排查 | ||
| 37 | 高程瓦片分裂处理(4)-(后代节点更新问题) | 当一个瓦片高程数据更新后，他的儿子节点，孙子节点...该如何处理？ | |
| 38 | 瓦片视锥裁剪错误 | 高程数据更新后，没有技术计算瓦片包围盒信息，造成包围盒错误，进而引视锥计算错误 | |
| 39 | http支持 | 1.引入三方库 Libcurl 2.http类封装,支持http读取数据 | |
| 40 | fepk.server使用 | ||
| 生成三维地球 | 41 | 改造四叉树-统一使用经纬度输入 | |
| 42 | 地形网络生成算法重构 | ||
| 43 | 引入球体坐标系 | 支持球体坐标系，支持从经纬度构造地球仪 | |
| 44 | 使用球体坐标改造瓦片 | 流程重构，针对三维顶点生成流程，需要保存高度数据。 | |
常见问题：
问：对数学有要求吗
答：高中数学即可学习
问：需要会C++吗
答：需要有一年左右c++开发经验
问：适合学生学习吗
答：需要有一定编程知识
问：不会C++可以学些吗
答：不可以
问：不会OpenGL可以学习吗
答：不可以
问：需要有地理信息知识吗？
答：不必要
问：是实战课程吗？
答：是的，每一句代码，都是课堂编写
问：是介绍开源代码吗？
答：不是，纯原装，原创
问：课程代码如何下载
答：在资料区下载
问：是类似 osgEarth的地球吗
答：是的
问：是类似cesium的地球吗
答：是的，但是c++开发的
课程大纲-OpenGL-自主高性能三维GIS平台架构与实现-第二季
第1章DEM数据基础(1小时1分钟4节)
第2章WGS84投影(59分钟2节)
2-2
wgs84投影-算法实现1. 经纬度到大地坐标的转换2.大地坐标到经纬度坐标转换3. 根据经纬度获取瓦片编号资料是高程数据（WGS84)投影
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[21:16]开始学习第3章框架重构，适配三维GIS系统-使得系统更加健(2小时35分钟6节)
3-3
Layer-bug排查（绘制过程中出现错位，偶发）1. 框架重构后遇到问题（绘制结果错误）2. 瓦片索引方式发生变化，多线程中引起内存问题3. 修改索引方式，解决绘制偶发错误问题
[19:12]开始学习3-5
数据格式管理(FormatMgr)1. 数据格式管理（FormatMgr) 提出的目的，需要解决的问题2. CELLFormat基类接口抽象3. 实现几个标准格式类4. 修改框架流程，使用FormatMgr重构流程5. 扩展支持，后续支持任务格式数据加入系统
[31:59]开始学习第4章DEM高程(3小时57分钟9节)
4-1
DEM-数字高程定义1. 什么是数字化高程数据2. 当下GIS系统中有哪些常见的高程格式3. 课程体体系中使用的哪种格式4. 高程类定义以及实现，并加入到FormatMgr 管理系统中
[37:01]开始学习4-6
DEM-数据精度问题(CPU)1. 因为瓦片数据使用大地坐标作为系统输入，造成瓦片坐标很大，单浮点数据精度不够2. 使用局部坐标的方式解决单浮点精度问题3. 调整相机参数，解决投影矩阵数据计算深度精度问题4. 修改绘制shader 实现对瓦片数据的绘制
[29:34]开始学习4-7
DEM-数据精度问题(LogDepth)1. 使用对数深度(log depth )算法在GPU中 计算解决单浮点经纬计算问题2. 修改shader ,增加对（logDepth）算法支持3. 修改C++端代码，实现对shader数据的输入
[21:06]开始学习
