基于切片的3维树木绘制算法

树木的3维渲染是地形仿真的重要组成部分.在基于经典广告牌3维树模型绘制基础上,应用一种切片方案模拟树的体特征,实现视觉效果更为真实的3维树模拟.在切片绘制时,算法充分利用图形硬件的可编程特性,使整个顶点变换和纹理单元都在图形硬件上装配实现,同时应用LOD原理绘制切片,提高绘制效率.最后,通过实验验证了算法的正确性和实用性.     

基于Java3D的地形3维可视化技术

随着万维网的发展，在网上实现3维图形的显示、漫游、分析和量测成为研究的焦点内容之一。传统方法通常采用OpenGL，Direct3D技术以及VRML来实现。本文总结了Java3D与其他技术相比在绘制3维图形方面的优势，并设计了使用该技术在网上实现地形3维可视化的算法。最后，经过实验证明算法是可行的。     

基于层次包围盒的纹理体绘制加速算法

提出了一种层次包围盒(BVH)方法,以加速基于GPU的3D纹理体绘制.该方法首先利用GPU的片元着色程序实现了后分类3D纹理体绘制;然后设定高度逐层对体教据进行分解,为每个生成的子体数据建立相应的包围盒,并用对应层次包围盒树的结点保存相关信息;最后遍历层次包围盒树,读取层次包围盒树的结点信息以判断对应子体数据是否被绘制或跳过,从而实现空间跳跃,加速3D纹理体绘制.实验结果表明,本文方法与基于GPU的3D纹理体绘制算法相结合,能取得良好的加速效果.     

3维场景中树的一种简易绘制方法

在3维GIS中，树属于复杂地物。在简单介绍目前常用的树木绘制方法的基础上，给出绘制3维树木的一种简易方法－贴图法。实践证明，该方法在3维场景的描述中具有一定的通用性，且其实现的思想可以被绘制其他相关地物所借鉴。     

基于OpenGL的虚拟地表系统的实现

OpenGL是一种多平台的3维图形开发标准,是从事3维图形开发工作的必要工具,其稳定性、可靠性、可扩展性等特点赋予了其强大的生命力和应用前景.OpenGL在生物、医学、地质、大气等领域已有很多成功的应用.本文就如何利用VC＋＋结合OpenGL来开发虚拟的地表系统进行了详细地介绍,其中重点介绍了VC＋＋中OpenGL的参数设置、高程数据的获取、地形的建模,在OpenGL中模型的渲染,纹理的映射.为了使观察者有身临其境的感觉,虚拟的地表建立后,笔者还为系统添加了飞行模拟功能.     

移动室内地图图形引擎的设计与关键技术

移动室内地图正处于快速发展时期,良好的图形引擎是优质室内地图系统的必要基础。本文在分析移动室内地图系统的技术需求的基础上,设计并实现了一种跨平台、二三维统一、具有多交互技术的轻量级图形引擎。重点分析了基于Skia的二维图形内核和基于OpenGL ES的三维图形内核;设计了一种“场景树→绘制堆栈”的图形加速方案,以提高引擎的绘图效率;提出并实现了一种二三维统一的图形交互方案,以及绘图区的双缓存设计,优化了图形引擎的用户体验。     

基于GPU的遥感影像加速处理算法

随着图形处理器(GPU)计算功能的日益强大,人们不再满足仅仅用它来做图形处理,而是越来越多地将其应用在通用计算方面。在遥感影像融合的很多算法中,影像数据都可以被并行的处理。本文针对融合处理中的遥感影像数据源为GPU设计了具有数据级并行性的输入流,介绍了利用OpenGL着色语言在GPU中实现融合算法的过程,实验结果表明基于GPU的IHS融合算法的处理速度在数据量较大时较之基于CPU的算法有明显的优势,而且这种优势随图像数据量的增加而越来越明显。     

移动设备上基于地形高度场的快速绘制算法

大规模地形快速绘制技术一直是3维可视化研究的重要内容之一.大区域场景通常包含了丰富的地理信息,数据量巨大.因此,必须对复杂地形场景进行必要简化,以实现移动设备上大区域3维地形的快速绘制.针对移动设备的特点,提出了一种基于地形高度场的自适应四叉树多分辨率动态建模的方法表达3维场景,通过简化3维场景模型和动态加载场景数据的策略,提高大区域3维场景绘制的效率.     

基于几何变换的图形采集与编辑算法研究

分析了解析几何法的符号绘制算法,采用了几何变换实现图形绘制的算法,实现了椭圆弧的采集、编辑及Bezier曲线和椭圆弧外接矩形的算法。     

实时交互的多分辨率地形模型

实现了一种基于视点的实时交互的多分辨率地形模型，在数据结构、空间连续性、时间连续性、视景体裁剪、扇形绘制和纹理映射等方面详细讨论了该模型实现的技术细节。试验表明，该算法简单、有效，大大加快了图形显示速度，并节约了内存空间。     

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。     

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。     

基于多分辨率模型的地形实时显示

如何实现地形的实时动态显示是GIS/VR的研究内容之一 ,多分辨率模型 (LOD)作为加速显示速度的手段近年来得到了普遍的重视和发展。在总结前人LOD算法的基础上 ,针对大数据集地形数据 ,文中采用三角形法向量判断的方法将地形数据组织成具有层次结构的多分辨率模型 ,在分辨率选择的基础上 ,根据视点位置和视线方向对不可见面片进行删除 ,在不影响视觉效果的前提下减少绘制所需的三角面片数 ,从而实现地形实时显示。实验结果表明 ,该算法是成功有效的。     

地景模型的简化与快速绘制方法研究

在分析地景模型数据特点的基础上，提出了地景模型简化的判决准则，并根据该则提出了基于视点的区域数据抽取与简化方法以及基于法矢量的细节模型简化方法。实验结果表明，使用该方法数据压缩量大，绘制速度快，且逼真度无明显变化。     

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。     

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。     

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。     

一种视相关多分辨率模型及其在地形绘制中的应用

介绍了地形模型的多分辨率表示方法，提出了一种基于四叉树的多分辨率地形模型。在该模型中，采用了一种新的与视点相依赖的动态误差度量准则，对四叉树地形模型的拼接缝消除算法进行了改进，实验结果表明该模型能实现地形场景的实时游览，提高地形场景的绘制效率。     

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。