两种面向地貌晕渲的光照模型比较

光照模型是影响数字地貌晕渲的一个关键因素.在参照传统晕渲着色规则的基础上,结合数字地貌晕渲的投影方式及视点、光源的设置方法,从理论上分析了Lambert漫反射模型、基于坡向光照模型的特征;分别利用规则物体和地形数据对这两种光照模型所产生的效果进行了实验和对比;结果表明漫反射模型更适合起伏较平缓地区的晕渲,基于坡向的光照模型更能突出山体的起伏特征.最后结合理论分析讨论了产生这种实验结果的原因并提出了3点改进意见.     

一种面向地貌因子的光照模型

从理论和实验两个方面分析了数字地貌晕渲中Lambert漫反射光照模型和基于坡向光照模型的优缺点,讨论了其中的原因,据此提出一种面向坡度、坡向及高程的光照模型,利用一个坡度随高程逐渐变化的二十四棱锥体和两种不同特征的地形数据对该模型进行了实验,结果表明该模型能够有效克服Lambert漫反射光照模型和基于坡向光照模型的缺点。     

基于坡度坡向的地貌晕渲实现研究

本文利用规则格网DEM数据,研究基于坡度坡向的地貌晕渲制作过程。通过选择合适的坡度坡向算法、光照模型和光照插值算法,实现基于坡度坡向的地貌晕渲。     

数字地貌晕渲光照模型研究

光照模型是地貌晕渲图能够在2维平面获得地貌3维立体形态的主要原因。在计算机图形学的基础上,推导了基于数字高程模型的晕渲光照模型计算公式;通过对相关文献公式的分析,指出了数字地貌晕渲采用的光照模型与传统地貌晕渲几何光学原理的关系;并对该模型下地表灰度值的计算与变化进行了分析研究。     

数字地貌晕渲光照模型研究

光照模型是地貌晕渲图能够在2维平面获得地貌3维立体形态的主要原因.在计算机图形学的基础上,推导了基于数字高程模型的晕渲光照模型计算公式;通过对相关文献公式的分析,指出了数字地貌晕渲采用的光照模型与传统地貌晕渲几何光学原理的关系;并对该模型下地表灰度值的计算与变化进行了分析研究.     

数字地貌晕渲的信息量度研究

结合数字地貌晕渲图的地形信息表达特点,解析晕渲信息的产生原理,将数字地貌晕渲信息分为色彩信息和光照信息两种类型,并确定色彩和光照信息度量因子,提出了一种基于差异度和信息熵的数字地貌晕渲图信息度量方法,通过试验,初步验证了本文所提方法的合理性和正确性。     

基于DirectX的地貌晕渲实现机制研究

随着计算机制图学以及地理信息技术的迅速发展,计算机地貌晕渲已经成为地理信息可视化的热点问题。本文根据地貌晕渲原理,分析了计算机地貌晕渲中的光照模型原理以及DirectX的渲染过程,探讨了晕渲光源方向设定规律,并设计开发了基于DirectX的晕渲成图系统。     

数字地貌晕渲光源的设置和应用研究

以晕渲中的几何光学原理为基础,利用坡度坡向计算格网点灰度的方法,对晕渲中的光源设置和应用情况进行研究,提出利用地貌特征设置和调整光源方位及个数的方法,并针对不同的数据情况分析了光源应用的情况,对几种光源的设置和调整应用情况进行了说明和实验。本文对数字晕渲中光源的设置和应用的研究,提高了晕渲中光源使用技术的灵活性,可以有效改善数字晕渲图的质量。     

计算机地貌晕渲效果增强方法研究

在总结传统手工晕渲经验和方法的基础上，深入分析了计算机地貌晕渲的原理，着重研究了坡度和坡向对地貌晕渲中阴影强弱和明暗程度的影响，提出了变比例调整高程和晕渲笔调调整两种方法。实验表明，利用本文方法能有效改善地貌晕渲图的三维立体视觉效果。     

基于Global Mapper的地貌晕渲图设计与制作

地貌晕渲图是指利用数字高程模型（ DEM）来生成,可以很好地反映地形、地势的变化,具有较好立体感的地图。本文以地貌晕渲基本理论为出发点,利用Global Mapper软件实现对制图数据的地貌晕渲图自动生成。对制图区域内的地形地势特征,地貌晕渲图在计算机上实现的关键技术,整体性考虑对地貌晕渲图效果的影响,合理分析设置Global Mapper软件中的各类参数,并利用Photoshop软件对地貌晕渲图进行调整。     

基于DEM的彩色地貌晕渲的制作

本文围绕计算机环境下数字地貌晕渲实现的理论与技术展开了探讨,论述了数字地貌晕渲的相关理论,介绍了数字地貌彩色晕渲色彩设计的基本方法,对数字地貌晕渲的技术过程进行了深入研究。     

Python语言在晕渲制作中的应用

晕渲图是一种表现地貌地势的常见手段。在1∶50 000核心要素数据生成大范围的DEM和晕渲图的处理过程中,使用Python语言处理数据可以使数据处理效率得到极大的提高。     

A Uniform Sky Illumination Model to Enhance Shading of Terrain and Urban Areas

Users of geographic information systems (GIS) usually render terrain using a point light source defined by an illumination vector. A terrain shaded from a single point provides good perceptual cues to surface orientation. This type of hill shading, however, does not include any visual cues to the relative height of surface elements. We propose shading the terrain under uniform diffuse illumination, where light arrives equally from all directions of a theoretical sky surrounding the terrain. Surface elements at lower elevations tend to have more of the sky obscured from view and are thus shaded darker. This tinting approach has the advantage that it provides more detailed renderings than point source illumination. We describe two techniques of computing terrain shading under uniform diffuse illumination. One technique uses a GIS–based hill-shading and shadowing tool to combine many point source renderings into one approximating the terrain under uniform diffuse illumination. The second technique uses a C++ computer algorithm for computing the inclination to the horizon in all azimuth directions at all points of the terrain. These virtual horizons are used to map sky brightness to the rendering of the terrain. To evaluate our techniques, we use two Digital Elevation Models (DEMs)—of the Schell Creek Range of eastern Nevada and a portion of downtown Houston, Texas, developed from Light Detection and Ranging (lidar) data. Renderings based on the uniform diffuse illumination model show more detailed changes in shading than renderings based on a point source illumination model.     

基于Arc/Info的地貌晕渲法的技术和实践

根据地貌晕渲基本理论和技术,利用Arc/Info制作了彩色晕渲图,并探讨了不同参数下的晕渲效果,最后还尝试了将晕渲图加载到表面视图,以从不同的角度来观察地貌形态。     

Cartographically Wordy but not Necessarily Worthy

Abstract

A novel method called multidirectional visibility index (MVI) has been developed and verified. The MVI improves standard cartographic analytical shading with a number of enhancements to topographic detail and prominent structures, i.e. the portrayal of flat areas in lighter tones, the accentuation of morphologic edges, and the multiscale visualisation of morphologic terrain features. The procedure requires a digital elevation model (DEM) and involves the following steps: visibility mask computation; the respective multidirectional altering of the azimuth and elevation angle; the generation of continuous grid MVIs that indicate upper/lower views, quasi-slope, and relative relief; and an appropriate visualisation of the relevant MVI as a standalone technique or in combination with standard hill-shaded relief. The modelling parameters are robust and therefore highly adaptive to different landforms.