外存大规模地形实时动态绘制算法

本文结合视点相关的层次细节技术、可见性剔除技术以及多线程技术等,提出一种基于外存中大规模地形实时动态绘制算法。在将原始DEM数据分割成多块标准化地形块的前提下,调度线程根据视景体顶点移动情况预测后续绘制所需地形并将其从外存预先加载到内存;绘制线程主要借助动态四叉树结构、标识矩阵、裁剪视景体来实现地形的多分辨率网格模型快速生成。实验表明,算法能够在普通PC机上实现大规模地形的实时绘制和漫游。     

基于LOD的大规模地形实时绘制方法

提出基于四叉树的LOD实时绘制方法,对LOD模型中的节点评价因子进行了改进,提高了图像的真实感,采取几何形变消除跳跃现象;提出一种新的动态场景调度和快速扫描裁剪的方法,实现了大规模地形漫游的实时性和画面流畅性;引入Ver-tical Skirt技术用于块间裂缝现象的消除,实现了地形块LOD绘制的独立操作;最后在VC++6.0平台上利用OpenGL实现了基于本文算法的地形可视化系统,验证了本文提出的方法可行性。     

利用可编程GPU硬件进行大规模真实感地形绘制

提出了一个用于大地形数据外存可视化的硬件加速的视点相关LOD渲染算法。为了在可视化中实现真实感,把相应的卫星或航空图像纹理应用在地形上,还提出了在保持实时帧速的同时,在地形上显示如建筑物、树木、道路等大量的静态物体集合的高效率的目标处理算法。上述算法已成功地在不同的实际地形数据和卫星影像纹理上进行了测试,测试结果表明,基于可编程GPU硬件的大规模地形绘制速度快、真实感强。     

大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用.文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游.运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果.     

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。     

大规模地形实时可视化算法

大规模地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域有着广泛的应用。文中在总结现有地形数据简化算法的基础上,提出了一种基于数据分块、动态调度以及与视点相关的地形实时可视化算法,实现了大规模地形的快速漫游。运用视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段,提高了地形漫游的效率与可视化效果。     

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。     

大规模三维地形实时漫游关键技术研究

针对大规模三维地形实时可视化在GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域广泛应用的关键技术与难点,介绍了在四叉树地形数据简化算法的基础上,采用数据分块、基于块节点的视景体裁剪、部分数据常驻内存以及边界裂缝消除等实现对大规模地形数据的快速漫游的方法。实验结果表明,该成果能够实现大规模三维地形的实时漫游。     

基于部件可视锥的复杂目标遮挡剔除方法

针对结构错综复杂的目标实时绘制中的遮挡剔除问题,提出了部件可视锥概念,用一个圆锥区域描述部件在考虑其邻近范围其他部件联合遮挡情况下的可视区域,并提出了基于部件可视锥的遮挡剔除算法,实现了实时绘制过程中可见性的快速判断,并以一个典型的虚拟建筑环境为例测试了本文方法的有效性。实验证明,利用可视锥能简化绘制过程中的可见性识别,大大提高实时绘制效率。     

基于RSG虚拟地形环境的ROAM实时绘制

三维地形绘制在地形仿真、虚拟现实、测绘等领域具有广泛的应用。在数字地球、3DGIS日趋发展的今天，大范围三维地形的实时绘制成为一种必须。大范围地形的实时绘制一般采用场景分块、可见性区域块选择和视点相关的连续多细节层次模型建立等算法。本文通过对规则格网(Regular Square Grid，RSG)数字高程模型的分块管理，实现显示区域的地形简化，在普通微机上实现了大范围地形的实时、交互式、自适应网格(Real—Timt Optimally，Adapting Meshes，ROAM)绘制。     

一种新的全球海量地形实时绘制算法

本文为实现全球海量地形数据的实时可视化,提出了一种新算法。算法不使用几何数据而是利用球面特征进行地形多分辨率模型初建,然后基于视锥与节点关系对初建结果进行扩展来得到完整的地形网格。此外设计了能消除具有复杂邻接关系的节点间裂缝的拼接方式,构造了简洁的方法消除GPU32位浮点精度导致的"wob-bling"现象。实现的算法在普通微机上平均漫游速度达每秒95帧以上。     

数字区调中大型三维地形实时绘制方法的实现

数字化区域地质调查需要更多信息丰富、直观的表现形式,以更大程度辅助区调填图,并作为最终的载体,生成满足相关领域需求的实地三维模型。本文以区域地质调查中所采用的规则网格数字高程模型为基本数据,采用视域相关的细节层次(LOD)网格优化技术,并选用ROAM实时自适应算法,兼顾不同地物的重要程度,选择相应的细节层次,以期通过减少绘制单元总数量,提高系统运行效率。     

大规模地形实时显示中的裂隙消除算法研究

传统大规模地形实时显示中的裂隙消除算法强制要求的结点依赖关系会带来地形表达失真,或者因算法过于复杂而不能应用于大规模地形等问题。本文针对大规模RSG地形数据,提出四叉树孤立分割思想,设计并实现了地形规则分块后,利用添加拆分点和平均高程值消除单块内和多块间裂隙的算法。经初步试验表明,该算法不仅简单快捷,且使地形各个区域均可自适应地满足精度要求,具有较高的实用价值,对其他模型的裂隙消除也是一种借鉴。     

Elevation models for reproducible evaluation of terrain representation

ABSTRACT

This paper proposes elevation models to promote, evaluate, and compare various terrain representation techniques. Our goal is to increase the reproducibility of terrain rendering algorithms and techniques across different scales and landscapes. We introduce elevation models of varying terrain types, available to the user at no cost, with minimal common data imperfections such as missing data values, resampling artifacts, and seams. Three multiscale elevation models are available, each consisting of a set of elevation grids, centered on the same geographic location, with increasing cell sizes and spatial extents. We also propose a collection of single-scale elevation models of archetypal landforms including folded ridges, a braided riverbed, active and stabilized sand dunes, and a volcanic caldera. An inventory of 78 publications with a total of 155 renderings illustrating terrain visualization techniques guided the selection of landform types in the elevation models. The benefits of using the proposed elevation models include straightforward comparison of terrain representation methods across different publications and better documentation of the source data, which increases the reproducibility of terrain representations.     

3维地形的金字塔上下采样局部实时简化算法

在大型三维地理信息系统中,往往需要在预加载整体地形数据的基础上,对局部地形数据重新构建三角网,用于物理模拟等应用。针对这一问题,本文提出了一种三维地形的金字塔“上下采样”局部实时简化算法,实现对局部三角网地形实时高效的简化。该算法基于图像金字塔思想,通过对原始地形的三角格网执行“下采样”和“上采样”,结合“预测残差”对“下采样”的地形做局部简化,简化后的三角网十分逼近原始的高精度三角网。本文将该算法用于GeoBeans 3D平台的汽车驾驶模拟系统中。该算法生成的地形简化且稳定,随着汽车活动范围的变化,按需销毁及重构更新地形。实验证明,当预测残差阈值取0.1时,三角形个数能简化到原始数量的2/3;阈值取0.2时,三角形个数可以简化到原始个数的1/4左右。由此可见,在视觉精度允许的范围之内,该算法对地形的简化效果较好,且耗时少,满足了三维系统及车辆驾驶模拟的实时性。     

考虑地形遮蔽影响的电磁传播算法与可视化研究

采用规则格网数据(DEM)建立虚拟地理环境,并设定研究平面和电磁设备的空间位置,通过三角图元求交算法确定电磁波与地形是否存在遮蔽情况,从而计算得到受地形遮蔽影响的电磁场数据;采用颜色混合技术和优化处理的体绘制技术,将抽象的电磁场数据映射到可见的不同颜色值,形成直观、形象的可视化效果。