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。     

大规模3维地形管理关键技术研究

阐述了构建大规模3维地形模型的关键技术,包括地形分块技术、地形层次细节构建、可见性剔除和基于视点的渲染技术。为了提高绘制的帧率,实现大规模3维地形漫游系统显示的平滑和连续,本文采用了基于四叉树结构的地形的连续多分辨率渲染;在考虑视点和地形粗糙度的基础上,设计了一种合理的节点评价系统;提出了限定四叉树的三角网剖分方法,有效消除了不同分辨率节点间的裂缝。实验结果表明,在保证地形真实感的前提下,这些技术实现3维地形显示可以获得较好的图形质量和显示速度。     

多桩段工程边坡3维建模方法研究

使用多桩段边坡的角点数据插值生成边坡场景的地形数据,运用OpenGL的自动化技术实现了多桩段边坡的3维建模。使用分块纹理映射的方法,克服了OpenGL渲染机对影像纹理大小的限制。应用低分辨率纹理映射和选择边坡增强纹理分辨率的映射的方法实现了场景的快速建立和漫游,解决了对多桩段边坡的大场景渲染效率与分析时需要的视觉效果的冲突问题。研究成果能够被用于实际工程中,为边坡的辅助设计提供了支持。     

多桩段工程边坡3维建模方法研究

使用多桩段边坡的角点数据插值生成边坡场景的地形数据，运用OpenGL的自动化技术实现了多桩段边坡的3维建模。使用分块纹理映射的方法，克服了OpenGL渲染机对影像纹理大小的限制。应用低分辨率纹理映射和选择边坡增强纹理分辨率的映射的方法实现了场景的快速建立和漫游，解决了对多桩段边坡的大场景渲染效率与分析时需要的视觉效果的冲突问题。研究成果能够被用于实际工程中，为边坡的辅助设计提供了支持。     

高精度曲面建模的三维地形可视化研究

根据高精度曲面建模理论(HASM)中曲面单元算法的特点,提出基于视点的多分辨率LOD实时生成算法。该方法通过对规则格网的DEM数据进行划分,以单元分片为基本单位对DEM数据进行组织。根据各曲面单元与视点的相对关系,以不同间距对曲面单元进行内插,实时重建视景内的三维地形。在实时显示过程中,对硬盘中的数据进行实时读取,采用多线程技术对图像渲染操作进行处理,实现了对DEM数据的实时计算、动态显示。该方法无需对规则格网DEM数据建立空间层次组织结构,在对虚拟地形进行实时漫游过程中,存储空间占用少,不受数据规模的影响。     

基于瓦片数据的DEM构建与显示

对于大规模地形而言,地形网格的实时动态绘制速度和质量一直是人们关注的重点。地形漫游在仿真、模拟、虚拟现实、游戏等领域都有广泛的应用。该文在研究多种层次算法的基础上,采用一种地形瓦片重组数据结构的方法实现实时高帧率的绘制大规模地形。分析了地形场景数据管理与实时调度,视相关多层次细节模型与可见性判断以及分层数据组织和瓦片数据绘制等关键问题,并给出了相应的解决方法,改进了视景体裁切重组地形数据的方法。实验结果表明该方法在保持地形逼真的前提下,有很好的绘制网格帧率和实时动态交互效果。     

基于瓦片数据结构的大规模地形构建与显示

地形漫游在仿真、模拟、虚拟现实、游戏等领域都有广泛的应用，但其大规模地形实时动态绘制的速度和质量一直是一个难点。文章主要分析了地形场景数据管理与实时调度、视相关多层次细节模型与可见性判断以及分层数据组织与瓦片数据绘制等关键问题。在研究多种层次算法的基础上，提出了一种实时高帧率绘制大规模地形的瓦片重组数据结构的方法，并改进了视景体裁切重组地形数据的方法。实验结果表明该方法在保持地形逼真的情况下，有很好的绘制网格帧率和实时动态交互的效果。     

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。     

一种基于GPU Tessellation的地形渲染方法

为了在大规模地形实时渲染过程中提高渲染效率和得到更平滑逼真的地形,该文提出了一种基于GPU Tessellation技术的地形可视化方法。该方法首先对地形预处理构建四叉树;使用视锥体裁剪和LOD选择降低CPU-GPU数据传输量;在三角化阶段利用GPU代替传统的CPU进行三角化方法极大地减轻CPU的负担并且提高了渲染速率;同时引入地形粗糙度计算GPU Tessellation算法内部细分因子,达到平滑而又不失细节的地形表面渲染效果;以数据细节层次动态设置GPU Tessellation算法的外部细分因子消除了T型裂缝。实验结果表明,该方法CPU利用率低,能够以较小计算代价消除T型裂缝,在地形实时交互式漫游系统中能以较高的渲染帧率输出平滑、逼真的三维虚拟数字地形。该文方法可运用到大规模地形可视化系统中。     

基于Creator3维地形仿真研究与实现

城市仿真以其前所未有的人机交互性、真实建筑空间感、大面积3维地形仿真等特性越来越受到人们的关注。特别是对真实环境模拟的大场景3维地形建设,在国土监测、军事、环境保护等方面应用非常广泛。本文结合3维建模软件Creator Pro V 3.01中的地形模块,介绍了3维地形生成的基本理论,讨论了在Creator ProV 3.01中构建地形的方法,并以蓟县山区地形数据为例,建立了视觉效果较好的大场景3维地形模型,最后进行了渲染和驱动。