基于数据分层分块的海量三维地形四叉树简化模型

在对比几种典型的地形简化算法的基础上,探索建立一种基于数据分块且适合海量三维地形的局部自适应最优化简化模型(LSOSTM模型).该简化模型以四又数模型为基础,针对海量地形进行分层分块组织,构造地形四叉树;根据视点以及局部地形粗糙程度动态地改变地形四叉树节点的分裂或合并状态,实时调整不同地形四叉树节点的显示层次;利用"包围盒"法来判断地形四叉树节点是否需要被绘制;使用广度优先遍历方法解决不同分辨率地形四叉树节点拼接造成的裂缝问题.基于LSOSTM模型构建一个演示系统,实现海量地形数据流畅漫游.     

用于大范围虚拟地形环境的动态场景管理方法

由于硬件条件的限制，超大规模的地形数据不可能在开始阶段全部载入内存进行3维场景渲染。文中提出了一种用于大范围海量地形数据3维显示的动态场景管理方法，该方法按照规则网格贴片对虚拟场景进行剖分，在漫游时根据视点参数建立可见和潜在可见缓冲区来确定当前应该调度和进行渲染的网格单元；在场景漫游时对各个规则网格单元建立具有多细节层次的四叉树，实现了对整个场景的多细节层次渲染。     

用于大范围虚拟地形环境的动态场景管理方法

由于硬件条件的限制,超大规模的地形数据不可能在开始阶段全部载入内存进行3维场景渲染.文中提出了一种用于大范围海量地形数据3维显示的动态场景管理方法,该方法按照规则网格贴片对虚拟场景进行剖分,在漫游时根据视点参数建立可见和潜在可见缓冲区来确定当前应该调度和进行渲染的网格单元;在场景漫游时对各个规则网格单元建立具有多细节层次的四叉树,实现了对整个场景的多细节层次渲染.     

基于空间数据库VRGIS的研究与应用

结合空间数据库、GIS、计算机图形学、RS等技术构建了虚拟现实地理信息系统。通过研究地形数据的生成及空间数据库的存储管理,实现了遥感影像的自动配准及无缝拼接;基于四叉树的LOD算法、地形节点评价系统、动态调度及大规模纹理映射等技术的研究,实现了地形数据的3维可视化;提出了自适应特征数据覆盖渲染算法,将2维GIS特征数据覆盖叠加到所创建的3维模型上,构建了虚拟现实环境。该系统成功应用于胜利油田,实现了地下油田的虚拟现实3维可视化,具有一定的理论价值和现实意义。     

面向大规模滑坡灾害模拟的地形建模与三维可视化

针对大规模滑坡灾害模拟时滑坡模拟计算和大规模地形渲染导致内存消耗大、难以实现大规模滑坡地形数据渲染的问题,提出了一种四叉树多分辨率地形渲染方法。考虑到大规模滑坡地形数据的海量性,分层分块组织地形数据,构建地形块线性四叉树索引;并结合提出的地形节点查找方法动态查找和调度地形数据,建立节点细分评价体系和地形接边算法,提出了四叉树多分辨率地形渲染优化算法。实验结果表明,利用所提出的大规模滑坡地形渲染算法,合理调度三维场景数据,满足了大规模滑坡地形数据渲染要求,也实现了大规模地形高保真度表达,为大规模滑坡模拟奠定基础。     

3维地形环境仿真中点阵文本技术研究

在3维地形环境仿真中,经常需要输出大量文本信息.通常的做法是用位图方式进行渲染,但在某些情况下(如嵌入式操作系统)无法实现这一功能.针对某些3维地形环境仿真中位图方式渲染文本的局限性,研究如何用点阵方式渲染文本.研究内客包括点阵字库的创建和点阵文本的渲染,并根据实时渲染中不同类型文本的特点,将点阵文本的渲染分为缓存和非缓存两种方式.最后在基于VxWorks嵌入式系统的3维地形环境中实现了点阵文本的渲染.     

基于模板的DEM快速可视化

为了满足对海量数据三维实时动态浏览的需要,采用地形分块技术,形成了地形分块模板、地形整合模板、视点相关模板,建立了基于模板技术的地形快速可视化流程,并在VC 平台下,采用OpenGL渲染引擎实现了大规模地形的快速无缝漫游。     

三维场景实时建模中地形生成算法优化

通过分析三维场景实时渲染中视点无关与视点相关地形生成算法的性能,提出了优化的视点相关地形生成算法。此算法主要针对地形拆分、可视精度计算、观察视点距离计算、以及地形可见性裁剪这4个方面的策略做出了详细的阐述。并以渲染精度为衡量标准,通过实验对比分析了优化后的视点相关地形生成算法与视点无关地形生成算法的性能。除此之外,以渲染效率为标准,通过实验分析对比了优化后的视点相关地形生成算法与原视点相关地形生成算法的性能,并给出了一个运用此优化算法构建的三维地形模型。     

一种基于GPU Tessellation的地形无缝绘制算法

针对传统多分辨率地形绘制算法构网速度慢、T型裂缝不易处理等问题,提出了一种GPU（graphic processing unit）构网的地形无缝绘制算法。首先,引入实时网格细分（tessellation）技术,将地形构网分为CPU粗粒度Tile网格构建和GPU细粒度Patch网格细分两个阶段;然后,Tile网格采用基于视距的细节层次模型进行LoD层次选择,Patch采用基于屏幕空间投影误差的细节层次模型完成网格细分,兼顾了视距和地形粗糙度对地形绘制的影响,实现了地形细节层次的自适应选择;最后,应用C++语言和DirectX 11工具,设计开发了相应的可视化实验系统。实验结果表明,该方法实现了多分辨率地形的自适应无缝表达,保证了地形网格的连续性;并通过合理平衡CPU-GPU负担,显著提升了地形渲染效率。     

基于Java 3D的地形可视化及关键技术研究

3维地形可视化是科学计算可视化、计算机动画和3维地理信息系统的核心。Java 3D是Java语言的标准扩展,是跨平台的3维可视化编程接口。本文讨论了基于Java 3D技术实现地形的3维可视化及旨在提高渲染速度和提高绘图效率的几种关键技术。     

大规模三维地形实时绘制的简化技术研究

在考虑地形特征和视相关特点的基础上,采用了一种简单的四叉树剖分评价函数用于实时生成动态的多分辨率地形模型。在三维场景漫游中,采用多级缓冲机制实现了视点快速移动下场景数据的调度和绘制,同时提出了一种综合考虑帧率和细分评价函数的自适应LOD调度方法,并采用和地形调度相一致的方法进行多级纹理映射。最后开展了算法实现的编程工作,实现了基于以上简化技术的大规模三维地形的可视化。     

大规模地形实时绘制中的地平线遮挡剔除算法

大规模地形场景包含大量的几何数据,无法一次性载入内存,并具有极高的复杂度,因而无法进行实时绘制。本文提出一种用于大规模地形场景的实时地平线遮挡剔除算法。该算法采用四叉树结构构造地形的多分辨率层次细节模型,按照大致由前向后的顺序遍历地形时构建遮挡地平线,应用地形包围盒技术,把地形区域与地平线相比较,以确定何时它们对于视点来说完全被遮挡并剔除这些被遮挡的区域。实验结果表明在贴地漫游的情况下,显著提高了场景绘制速度,证明了此算法的有效性。     

一种基于OSG的海量地形快速渲染方法

针对海量地形数据实时渲染,本文采用开源跨平台三维渲染引擎OSG(Open Scene Graph)技术,设计了一种海量地形快速渲染方案。文中对场景结构的组织和管理、LOD调度等关键技术展开了研究,分析了生成IVE三维模型的分页LOD层次结构,提出了一种海量地形快速渲染的实现方法。试验结果实现了海量地形数据的实时加载、距离坡度测量、多种场景漫游方式以及水淹分析等功能,对工程实践有一定的指导意义。     

大规模地形实时绘制的算法研究

讨论了地形模型的多分辨率表示机制、节点评价函数、动态简化算法、裂缝的解决方法、三角网快速构建等地形可视化中的关键问题。实验结果表明，本文提出的算法实时、高效，可以满足大规模地形可视化要求。     

基于纹理合成的三维地形水墨风格渲染研究

提出了基于纹理合成的三维地形水墨风格渲染的方法,以规则格网DEM为数据源,基于OSG进行三维地形建模,在此基础上提取山体特征线,然后生成一幅灰度控制图像。对Efros01纹理合成算法进行改进,利用灰度控制图像指导水墨纹理的合成,将得到的纹理图像映射到三维地形上,实现对三维地形的水墨风格渲染,通过对水墨纹理样本的选择和纹理合成参数的设置能够实现对纹理合成过程的交互控制。结果表明,该渲染方法对三维地形的水墨风格渲染具有较好的效果。     

OSGEarth的3D场景可视化关键技术实现

针对数字地球的开源框架平台的搭建,研究了OSGEarth数字地球开源库的整体框架、实时地形渲染机制及三维地形场景中的交互响应机制,并结合Qt绘图引擎,设计了基于Qt平台下的数字地球平台,利用该框架实现矢量、影像、高程数据的加载和坐标查询、距离测量、注记符号添加等地理信息查询功能,通过加载Google全球影像与地形数据实现三维地形场景的渲染,实现地理信息查询功能验证了该数字地球平台的可用性,拓展了三维地理信息系统的研究方向。     

基于ArcEngine的三维地形可视化系统设计与实现

以Visual C#.NET为开发平台,以ArcEngine为开发组件,详述了三维地形可视化功能的实现方法和关键技术,设计并实现了包括地形表面生成、三维场景显示、地形因子分析及通视分析等功能的基于ArcEngine的三维地形可视化系统.     

基于空间认知的虚拟地形环境构建研究

虚拟地形环境实时构建技术一直以来都是计算机图形学、虚拟现实和仿真领域研究的重点和热点.本文阐述了空间认知理论对构建虚拟地形环境的指导作用,基于空间认知基本原理,对构建视点相关虚拟地形环境中的关键技术进行了探讨.     

一种基于视觉特征的地形模型数据提取与快速显示方法

DEM模型是一种重要的地形模型，由于其数据量极其巨大，如何实现快速显示是一个难题。针对DEM地形模型，提出基于视点与观察分辨率的数据抽取及基于法矢量的模型简化的快速绘制方法算法，最后进行实验验证。结果表明，该方法数据压缩量大，绘制速度快，且逼真度无明显变化。