虚拟战场环境中地形场景的实时简化技术

三维地形场景实时简化是构建虚拟战场环境中的基本问题,本文论述了一种基于限制四叉树的地形简化算法,实现对规则格网DEM的连续多分辨率表示,结合实时消隐技术,减少场景绘制的三角形数目,提高了大规模DEM地形场景的实时可视化和动态交互的速度。     

综合录井井下三维地层可视化建模研究与实现

针对综合录井井下地层特点,采用多层DEM三维可视化模型对地下地质环境进行三维描述,实现综合录井三维地层实时显示.将三维坐标投影转换到二维坐标系中,采用二维Delaunay剖分改进算法构建Delaunay三角网;探讨了剖分后的不规则三角网(TIN)到格网的转换和插值以及通过格网DEM构建三维地层;介绍了根据选择的剖切面方程生成地质体的剖面.系统采用VC++6.0和OPENGL图形接口作为开发平台,可以从任意的角度对剖切开的三维地质体进行观察和分析也能够从任意的角度对三维地质体整体进行观察、缩放和剖切等操作.     

基于聚类和动态LOD的三维地形建模方法

为提高基于DEM高程数据的三维大地形绘制效率,提出基于K-means聚类和动态LOD的三维地形建模方法。对高程数据集使用K-means聚类分析方法,发现地形数据的自相似性,建立数据采样点与地貌特征分类的自动关联;依据采样点的地貌属性值完成粗化处理,构建不规则三角网模型;采用局部优化算法进行有限域内的三角形分裂以实现三角网的动态更新,结合克里金插值法实现插入点的精确计算,形成LOD层次细节多分辨率模型。实验结果表明,该方法对不同类型地形都获得了较高的数据简化率,提高了三维模型的绘制效率,具有较好的地形特征保持性。     

大区域地形可视化技术的研究

近年来，地形场景的实时绘制已受到人们越来越广泛的关注，目前已经提出的一系列场景加速绘制算法,虽然在不同的应用场合也取得了一定的效果，但都存在着局限性，尚不能满足大区域地形环境的实时高速绘制的要求，而与其密切相关的技术主要涉及到地形多分辨率表示、海量地形数据和纹理数据的分页管理、地形和纹理数据的LOD控制、地形和纹理数据的快速存取和更新等．为了能够对地形场景进行实时绘制，在对大区域地形数据管理和实时绘制技术进行研究和试验的基础上，对构建视相关动态多分辨率模型的方法进行了改进，实现了地形模型多分辨率表示与视相关的有机结合，并提出了一种高效的场景数据存取方法，进而实现了一个整合自适应三角网剖分、地形场景数据分页管理和动态更新等相关技术于一体的地形三维可视化系统，试验结果表明，该算法能够实时绘制地形场景，且质量较好．     

基于Delaunay三角网的CBDT聚类算法研究

聚类分析是空间数据挖掘的重要方法之一.Delaunay三角网具有良好的空间邻近特性,应用于空间聚类分析具有独特的优势,提出了一种基于Delaunay三角网的聚类算法--CBDT算法,该算法采用了将Delaunay三角剖分得到的三角形划分为小三角形、狭长三角形和大三角形的聚类模型,通过一定规则分别以小三角形、狭长三角形为基准进行扩展从而实现聚类.CBDT算法相对于AUTOCLUST算法能识别密度渐变的簇,而且计算量要比AUTOCLUST小得多.经实验验证,证明了该算法的有效性.     

月面地形重构系统中的并行Delaunay算法设计

三角剖分过程是影响三维重建系统实时性的瓶颈之一,为提高三角剖分速度,基于共享内存多核计算机设计并实现了并行Delaunay算法。该算法在分治三角剖分算法的基础上,通过改进子三角网归并过程及Delaunay三角网优化过程避免了并行计算中的数据竞争问题。利用月面仿真实验场真实地形数据在50万到500万不同规模的点云数据集上进行了实验,加速比最高可达6.44。除此之外,对算法复杂度、加速比以及并行效率进行了全面分析,并将算法实际应用于月面地形重构系统,实现了虚拟地形的快速构建。     

基于最小距离简单多边形的Delaunay三角剖分算法

简单多边形的Delaunay三角剖分,在计算机图形学及三维建模领域有着广泛的应用.提出了一种时间复杂度为O((n-4)2)的基于三角形顶点距离最小的简单多边形Delaunay三角剖分算法.通过三角形顶点的最小距离,形成简单多边形的初始三角网,而后对初始三角网进行Delaunay剖分,并对算法的时间复杂度进行了分析.通过实例表明,此算法在时间复杂度和三角形形态质量上都得到了很大改进.     

三维DTM构建算法改进与实现

逐点插入法是一种依次插入数据点来进行三角剖分的方法,此方法可以用于实现平面或三维域上离散数据点的Delaunay三角网的构建.在原算法的基础上提出改进.通过对离散数据点集在XOY二维平面上的排序使之有序化以及对三角形进行分类的方法提高生成delaunay三角网构网速度,并运用到三维DTM的构建实现中.通过程序运行测试显示,随着点数的增加速度增长的幅度也增加,这对于需要大点数DTM的构建有着很好的应用价值.     

三维可视化系统中动态多分辨率地理模型的构造

根据三维地形可视化中利用四叉树存储DEM数据的方法，提出了一种基于视野计算的三角形格网动态多分辨率地理模型的构造算法，给出了该模型的多分辨率地形结构以及动态地形简化方法。     

Delaunay三角剖分在构造应力场数值模拟中的应用

运用有限元分析进行数值模拟的方法来研究构造应力场,首先需要对所有地质模型进行有限元三角型单元剖分。传统的手工剖分效率和精度都不高,利用计算机自动剖分可以达到较高的精度和效率,从而为高效地进行构造应力场数值模拟打下基础。本文提出了一种先无约束剖分再加入约束边的Delaunay三角网剖分算法,先对整个区域进行均匀的三角剖分,再以地质体界线为约束条件修改剖分,继而生成按地质体为剖分对象的三角网,并对其编程实现,实验证明该算法应用效果良好,并且避免了由于容差过小而导致的剖分三角形过于狭长的问题,程序实现简单,具有较强的鲁棒性。     

四叉树高效Delaunay三角网生成算法

实现了一种以地形为应用背景的大规模离散点快速生成TIN的算法,该算法首先对大规模离散点按一定的阈值进行四叉树分割,然后对四叉树的每个叶子块分别以凸壳技术构三角网,而后再自底向上合并具有相同父亲节点的块,最后进行全局优化,生成Delaunay三角网.经实际地形数据验证结果表明：同样的算法,采用四叉树分块比采用平均分块策略有着更高的执行效率.     

基于PVM的最小权三角划分并行遗传算法研究

平面点集的三角划分在计算机图形学,三维可视化等领域具有广泛地应用,在许多应用中需要提供形状最优的三角划分。但该类问题推测属于NP完全问题。为了快速有效地求解最小权三角划分(MWT)问题,提出了一种基于PVM的并行遗传算法来近似获取全局最优解,并系统地测试算法中一些重要的并行控制参数,包括迁移代数和节点平均负载对算法性能的影响。实验结果表明,该方法简单,可靠,大大缩短了优化过程的时间,提高获取全局最优解的概率。     

New results for the minimum weight triangulation problem

Given a finite set of points in a plane, a triangulation is a maximal set of nonintersecting line segments connecting the points. The weight of a triangulation is the sum of the Euclidean lengths of its line segments. No polynomial-time algorithm is known to find a triangulation of minimum weight, nor is the minimum weight triangulation problem known to be NP-hard. This paper proposes a new heuristic algorithm that triangulates a set ofn points inO(n ³⁾ time and that never produces a triangulation whose weight is greater than that of a greedy triangulation. The algorithm produces an optimal triangulation if the points are the vertices of a convex polygon. Experimental results indicate that this algorithm rarely produces a nonoptimal triangulation and performs much better than a seemingly similar heuristic of Lingas. In the direction of showing the minimum weight triangulation problem is NP-hard, two generalizations that are quite close to the minimum weight triangulation problem are shown to be NP-hard.This research was done while the second author was with the Department of Computer Science, Virginia Polytechnic Institute and State University.     

关键业务中内存数据库的T树索引优化

在关键业务中，提高DBMS性能的一个途径是把数据库放在主存巾而不是硬盘中，这样便可以设计新的数据结构和算法，来提高内存数据库(MMDB)的效率。该文列举了当前MMDB研究中关于索引结构的一些成果，并设计了一个新的索引结构——T-tail树，最后给出T-tail树的主要算法和这些算法的性能分析。结果表明在内存数据库中，T-tail树具备非常好的性能。     

Efficient minimum spanning tree construction without Delaunay triangulation

Given n points in a plane, a minimum spanning tree is a set of edges which connects all the points and has a minimum total length. A naive approach enumerates edges on all pairs of points and takes at least Ω(n2) time. More efficient approaches find a minimum spanning tree only among edges in the Delaunay triangulation of the points. However, Delaunay triangulation is not well defined in rectilinear distance. In this paper, we first establish a framework for minimum spanning tree construction which is based on a general concept of spanning graphs. A spanning graph is a natural definition and not necessarily a Delaunay triangulation. Based on this framework, we then design an O(nlogn) sweep-line algorithm to construct a rectilinear minimum spanning tree without using Delaunay triangulation.     

Delaunay三角网格的一种快速生成法

１．引 言 在计算流体力学中,采用非结构网格有许多优点,如易于生成复杂区域的网格和作网格自适应．最常见的非结构网格是非结构三角网格,而生成非结构三角网格的方法主要有前沿推进法［１－４］和 Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分法［５－８］两大类．本文仅考虑后者并只讨论生成给定点集的 Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网格． 目前流行的生成Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网格的算法是Ｂｏｗｙｅｒ－Ｗａｔｓｏｎ算法［６,７］．Ｂｏｗｙｅｒ－Ｗａｓｏｎ算法是以逐点加入的方式进行的,如何提高该算法的运算效率是一个十分重要的问题［８－１３］．用 Ｂｏ…     

Delaunay三角网高效构建及地形仿真应用

针对基于离散点的Delaunay三角网构建过程中待插入点的定位耗时问题,提出Delaunay三角网高效构建算法,并将其用于三维地形仿真应用中。对大量数据点进行分块排序预处理后,运用空间自相关理论使下一个待插入点总是紧邻新近插入点,融合最短路径定位算法和三角形面积法,结合三角形重心与点、有向线段的关系遍历三角形,减少遍历时间。在对三角网进行LOP局部优化时,采用Delaunay四叉树保存待调整的所有边的节点信息,提高遍历效率。实验结果证明,该算法构建的三维地表真实感较强,并且具有较低的时间复杂度。     

An almost distribution-independent incremental Delaunay triangulation algorithm

This paper presents a new incremental insertion algorithm for constructing a Delaunay triangulation. Firstly, the nearest point is found in order to speed up the location of a triangle containing a currently inserted point. A hash table and 1–3 deterministic skip lists, combined with a walking strategy, are used for this task. The obtained algorithm is compared with the most popular Delaunay triangulation algorithms. The algorithm has the following attractive features: it is fast and practically independent of the distribution of input points, it is not memory demanding, and it is numerically stable and easy to implement.     

高性能快速地形漫游算法

高性能地形漫游是GIS、虚拟现实及军事模拟中的研究热点。大规模地形算法一般都是通过将部分数据常驻内存,并采取各种方法来简化地形、,加速绘制。该文通过对地形分块,使用背面剔除及改进的视点误差来进行LOD细节层次处理;。提出基于屏幕误差包围盒的地平线遮挡剔除技术,提高算法的效率;。采用内存映射文件方式进行DEM数据的加载,实现高性能海量数据的处理。