这门课不是教你「怎么用某个现成的地图库」,而是把三维 GIS 引擎一层层拆开,从窗口和帧循环开始自己搭。如果你写过一点 C++,也摸过 OpenGL 的基本图元,但一想到「自己做一个能转、能缩放、能加载瓦片的三维地球」就不知道从哪下手,那第一季正好是给你打骨架的。

先确认你适不适合现在看

这门课有一个真实门槛:你得能读懂 C++ 的类与指针,知道顶点缓冲、着色器大概在干什么。如果这两样都还含糊,硬跟会非常痛苦,因为课程不会停下来补语言基础。反过来,如果你已经会用 Cesium 或某款商业引擎出图,却说不清一帧里 CPU 和 GPU 各自做了什么,那这门课的价值就很大——它逼你把每件事的来龙去脉都实现一遍。

另外要接受一个事实:第一季结束时,你不会得到一个功能齐全的产品级 GIS 平台。它交给你的是一个能跑、能扩展、但还粗糙的引擎骨架。真正的打磨在后面。

建议的观看顺序

别按「哪里有趣点哪里」的方式跳。前半段是地基,跳了后面全是夹生饭。

  • 从窗口、上下文和帧循环这一块开始,老老实实把渲染循环跑通。这一步看起来最无聊,但后面所有调试都依赖它。
  • 接着看摄像机:缩放、绕任意点旋转、自由漫游。这是三维地图「手感」的来源,值得反复调参数。
  • 然后进坐标与拾取:包围盒、包围球、经纬度与墨卡托投影的互相换算、射线拾取。这几个是 GIS 和普通 3D 场景的分水岭,务必自己推导一遍换算公式,别只抄代码。
  • 再往后是四叉树管理与瓦片加载,以及把 IO 和 OpenGL 上传拆开的生产者—消费者任务系统。这两块是性能的命脉,建议边看边画结构图。

哪些部分可以先跳过

后半段的顶点打包、纹理打包、API 耗时统计、不可见裁剪优化,以及 DLL 插件加载不同图源、GDI 绘制、Shapefile 矢量,属于「用得上再回来」的内容。如果你只是想先把引擎跑起来看效果,第一遍可以略过打包和裁剪的细节,直接跑到瓦片能显示出来为止。等你的帧率开始掉、或者要接入真实数据源时,再回头精读这些章节,吸收率反而更高。GDI 和 Shapefile 那部分耦合了 Windows 平台细节,非 Windows 环境或暂时不碰矢量数据的,跳过不会影响主线。

资料和练习怎么配合

配套代码建议只作参照,不要一上来就整包运行。更慢但更稳的做法是:每看完一讲,先关掉参考实现,自己敲一遍最小可运行版本,跑通了再去对照差异。遇到投影换算、四叉树节点分割这类逻辑,拿纸笔算两组真实经纬度验证,比盯着屏幕强。卡住时不要连续硬啃三小时,这门课的信息密度不低,拆成每天四五十分钟、一次只推进一个模块,反而更容易记住。学不会某一段很正常,标记下来往前看,很多疑问会在后面某个模块里自然解开。


这是自主三维 GIS 引擎的第一季:用 OpenGL 从窗口、上下文和帧循环搭起渲染框架,再做摄像机漫游、包围盒/射线拾取、经纬度与墨卡托投影,并用四叉树管理瓦片场景。后半段补上异步任务系统、顶点/纹理打包与裁剪优化,最后用 DLL 插件加载 TMS / Google 图源、GDI 绘制和 Shapefile 矢量。

课程推荐

《OpenGL-自主高性能三维GIS平台架构与实现 第一季》适合有 C++ 和一点 OpenGL 基础、想自己做三维地图而不是只会调 Cesium 的人。课按引擎骨架推进:窗口与上下文、多线程绘制、资源/纹理管理、3D 场景与摄像机(缩放、任意点旋转、漫游),再做包围盒/包围球、坐标转换和射线拾取。场景侧用四叉树算 TileId、节点分割与瓦片加载;数据侧用生产者-消费者任务系统把 IO 和 GL 上传拆开。性能部分覆盖 API 耗时、顶点/纹理打包、不可见裁剪、纹理压缩和 cache。收尾用 DLL 重构,支持嵌入外部窗口,并做任意格式瓦片、TMS、HttpGoogle、自定义绘制、GDI 多线程和 Shapefile 矢量插件。【技能收获】学完可掌握:OpenGL 渲染框架与多线程上下文、三维摄像机与拾取、墨卡托投影与经纬度转换、四叉树瓦片调度、异步任务系统、绘制批处理与裁剪、GIS 图源/矢量插件。105 节按模块连续推进,便于对照代码搭出可演示的三维地图。【学习建议】建议按 1~105 顺序:先把 1~21 的窗口和摄像机跑通,22~41 做完包围体、射线和投影,42~56 画出四叉树瓦片,57~80 把异步加载和性能优化接上,81~105 再做插件化图源与 shp。每完成一块就保存一帧「能拖动缩放的地图」截图,比只看原理更能写进作品集。【就业发展】可面向岗位:三维 GIS 引擎开发、图形渲染工程师、数字孪生 / 地图可视化。政务一张图和行业 GIS 仍需要能自己做瓦片调度、相机漫游和矢量叠加的人,手写 OpenGL 引擎比只会调现成三维地球 API 更有底层说服力。

视频目录(105 节)

*   1 课程介绍.mp4

*   2 窗口建立.mp4

*   3 环境配置.mp4

*   4 窗口类的抽象封装.mp4

*   5 上下文管理(OpenGLSetup).mp4

*   6 OpenGL帧循环.mp4

*   7 事件处理.mp4

*   8 获取OpenGL高版本功能.mp4

*   9 框架之-OpenGL封装.mp4

*   10 框架之-Frame.mp4

*   11 框架之多线程绘制.mp4

*   12 框架之多线程绘制(2).mp4

*   13 上下文管理(框架数据结构).mp4

*   14 上下文管理(框架数据结构)-资源管理.mp4

*   15 上下文管理(框架数据结构)-资源管理2.mp4

*   16 上下文管理(框架数据结构)-纹理管理.mp4

*   17 上下文管理(框架数据结构)-Image.mp4

*   18 创建3D场景.mp4

*   19 引入摄像机.mp4

*   20 摄像机完善.mp4

*   21 摄像机控制.mp4

*   22 摄像机控制-鼠标缩放.mp4

*   23 三维向量实现-包围盒-包围球.mp4

*   24 包围盒计算通用化以及变化更新.mp4

*   25 包围盒-实践.mp4

*   26 包围球.mp4

*   27 坐标转换,实现经纬度-世界坐标-窗口坐标.mp4

*   28 射线.mp4

*   29 射线的应用-三角形相交.mp4

*   30 射线的应用-拾取.mp4

*   31 摄像机的完善.mp4

*   32 优化完善框架-资源数据优化处理.mp4

*   33 优化OpenGL线程上下文处理.mp4

*   34 墨卡托投影.mp4

*   35 摄像机原理介绍.mp4

*   36 第三人称摄像机.mp4

*   37 摄像机的旋转-中心点.mp4

*   38 代码整理封装.mp4

*   39 摄像机的旋转-任意点.mp4

*   40 摄像机缩放-任意点推进.mp4

*   41 摄像机移动漫游.mp4

*   42 场景管理的知识介绍-Octree-QuadTree-BSP.mp4

*   43 四叉树-TileId计算.mp4

*   44 瓦片Id计算&坐标转换.mp4

*   45 场景管理-四叉树-初步.mp4

*   46 场景管理-四叉树-框架.mp4

*   47 场景管理-四叉树-框架2.mp4

*   48 场景管理-四叉树-节点分割-退化.mp4

*   49 场景管理-四叉树绘制.mp4

*   50 场景管理-四叉树-瓦片加载.mp4

*   51 场景管理-四叉树-无数据处理.mp4

*   52 场景管理-四叉树-无数据处理(2).mp4

*   53 场景管理-四叉树-无数据处理-方式2.mp4

*   54 场景管理-四叉树-无数据处理-方式2-数据不全处理.mp4

*   55 场景管理-四叉树-优化操作-总结.mp4

*   56 场景管理-四叉树-优化操作-总结.mp4

*   57 数据管理-异步数据加载.mp4

*   58 任务系统-线程模型(生产者与消费者).mp4

*   59 任务系统-线程间通讯的基础.mp4

*   60 任务系统-接口定义实现.mp4

*   61 任务系统-框架实现.mp4

*   62 任务系统-框架实现(2).mp4

*   63 任务系统-打通流程.mp4

*   64 任务系统-OpenGL数据流程.mp4

*   65 任务系统-流程优化.mp4

*   66 任务系统-流程优化2.mp4

*   67 影响性能的因素(时间都去哪里了).mp4

*   68 API调用时间原理分析.mp4

*   69 顶点数据打包.mp4

*   70 顶点数据打包-索引方式.mp4

*   71 纹理打包(方式1).mp4

*   72 纹理打包(方式2-数组cache).mp4

*   73 纹理打包(方式2-数组cache)2.mp4

*   74 降低绘制数据量.mp4

*   75 优化节点(不可见处理).mp4

*   76 优化节点(不可见处理)2.mp4

*   77 优化节点(不可见处理).mp4

*   78 纹理压缩.mp4

*   79 cache(缓存).mp4

*   80 总结.mp4

*   81 框架设计原理.mp4

*   82 利用dll(动态链接库)重构架构.mp4

*   83 主工程的接口设计与实现.mp4

*   84 改进完善代码支持嵌入到其他窗口中.mp4

*   85 外部输入事件处理.mp4

*   86 瓦片插件-任意格式瓦片支持.mp4

*   87 瓦片插件-任意格式瓦片支持2.mp4

*   88 瓦片插件-任意格式瓦片支持3.mp4

*   89 瓦片插件-任意格式瓦片支持5.mp4

*   90 瓦片插件-任意格式瓦片支持4.mp4

*   91 图源插件应用-TMS图源加载.mp4

*   92 瓦片插件-HttpGoogle.mp4

*   93 瓦片插件-HttpGoogle(2).mp4

*   94 瓦片插件-HttpGoogle(3).mp4

*   95 瓦片插件-通用插件(1).mp4

*   96 瓦片插件-通用插件(2).mp4

*   97 瓦片插件-通用插件(3).mp4

*   98 瓦片插件-用户自定义绘制.mp4

*   99 -瓦片插件-GDI多线程绘制.mp4

*   100 瓦片插件-Shapefile(Shp)瓦片.mp4

*   101 801-架构设计-矢量.mp4

*   102 802-架构设计-矢量接口实现(shp文件解析).mp4

*   103 803-架构设计-矢量接口实现(shp文件解析.mp4

*   104 804-架构设计-矢量接口实现(shp文件解析)..mp4

*   105 805-架构设计-矢量接口实现(shp文件解析).mp4