三维复杂模型的实时连续多分辨率绘制

本文给出了一种能实时产生由三角网格表示的三维复杂模型的连续多分辨率近似模型并加以绘制的新算法。该算法分为预处理和实时显示两个阶段，在预处理中，对模型上的每个观点按照它们的重要程度进行排序，同时也规定了每个顶点在实时简化过程中的合并操作，实质上也就是确定了模型中的三角形的删除顺序，这使得在实时显示中可以立即得到近似模型。该算法具有两个优点：首先，它建立了视点参数与被选择的分辨率的直接关系；其次，它提     

一种点面混合的复杂三维模型加速绘制方法

在主流个人计算机硬件条件下，为加速百万以上三角面片构成的复杂稠密几何模型的绘制速度，综合基于几何的建模与绘制方法GBMR和基于点的建模与绘制方法PBMR的优点，提出了一种同时使用三角面片和点作为基本单元进行对象建模与绘制的点面混合方法．在预处理阶段，对模型表面进行网格分割，存储子块三角面片和顶点点云数据，同时对顶点点云按顶点重要度排序并序列化为线性结构．在实时绘制阶段，进行视相关的裁剪和背面剔除，不同子块按视点距离分别由三角形或点进行绘制．以上过程充分利用图形处理单元GPU，实现了基于GPU的点面混合的对象连续多分辨率绘制，有效地提高了复杂模型的绘制效率．     

层次可见性与层次细节地表模型相结合的快速绘制

大规模地表模型的实时绘制是虚拟现实技术中重要的研究课题之一。为了加速地表模型的绘制，人们采用视点相关的动态多分辨率层次细节模型方法，但是算法效率依然有待提高。该文提出一种层次可见性与层次细节地表模型相结合的快速地形绘制方法。算法旨在利用地表模型所具有的horizon特性在预处理中为地表多分辨率块模型建立相应的层次“块”可见性结构，快速判定地形块相对于当前视点的可见性，以减少多分辨率模型中模型细节的处理和绘制三角形的数目。同时为消除地表模型层次变化所带来的可见性错误，算法提出一种层次结构可见性计算方法，以修正多分辨率模型所带来的可见性动态变化。实验结果表明算法有效地提高了绘制效率，是可行的。     

保留细节特征的轮廓线远程绘制算法

目前,智能掌上电脑、个人数字助理和智能手机等移动终端因为其便携性和可移动性,越来越多地被应用于分布式虚拟环境中,但是因为移动终端自身的局限性,在移动终端上的3维模型实时绘制问题仍未得到很好的解决。结合多分辨率网格模型和基于轮廓线的远程绘制的优点,提出了一种保留细节特征的轮廓线远程绘制算法。该算法预处理阶段,在原始精细网格模型上提取细节特征线,并进行多分辨率网格模型的预处理;运行时阶段,根据视点、帧率等交互信息使用选取策略对细节特征线进行选取,然后构建合适的多分辨率网格模型,并在该模型上提取出外围轮廓线,最后发送这两种轮廓线到移动终端进行绘制。实验结果表明,该算法在基于轮廓线的远程绘制中较好地保留了模型的细节特征,并保证了在移动终端的实时绘制。     

基于混合多细节层次技术的实时绘制算法

细节层次是实时图形生成的一项重要技术.提出一种把视点无关和视点相关两类多细节层次技术结合起来的网格模型实时绘制算法.该算法首先根据应用领域的不同要求或用户给出的误差范围,对模型进行与视点无关的预处理简化,然后把简化后得到的模型用在与视点相关的实时简化算法中.实验表明,这种网格模型简化和绘制算法能在损失很小的屏幕像素误差的前提下大大提高绘制速度.     

分布式并行绘制系统中带宽降低方法的研究

把静态与视点无关网格简化技术和动态与视点相关的网格简化技术结合起来，根据应用领域的要求，采用考虑了离散曲率边折叠算法构造的多分辨率模型，把得到的简化模型提交给与视点相关的网格简化技术处理，在基于联网PC的分布式并行绘制系统中实现模型的渐进传输并进行实时绘制；同时采用几何索引等方式来降低立即模式分布式系统的网络传输数据量，进一步缓解网络带宽压力，增强数据的实时动态交互性。     

视相关地形多分辨率模型在飞行仿真中的应用

对于飞行仿真中海量地形数据,现有的软硬件无法直接对其进行实时连续的绘制,采用视点相关的层次细节模型可以有效地提高实时绘制的性能.该文针对飞行仿真中大地形实时显示问题,对现有的视点相关多分辨率模型算法进行了改进,采用四叉树结构来表示地形,给出了节点的数据结构和构建四叉树的算法;提出了一种新的细节层次选择误差度量标准;实现了视点相关的连续多分辨率地形网格的简化和实时绘制.     

视相关大规模三维地形实时绘制技术综述

大规模三维地形表面实时绘制一直是国内外的研究热点.综述了大规模三维地形表面实时绘制算法的分类,包括基于规则网格和非规则网格、基于in-core和out-of-core、基于CPU和GPU的三大类绘制算法;阐述了大规模三维地形表面实时绘制算法的发展现状和关键技术,通过out-of-core算法的数据预取策略解决大数据量模型的交互式渲染问题,采用视点相关的多分辨率技术简化整个场景的复杂度,减少绘制的数据量;指出了各种方法的优点与不足,最后对大规模三维地形表面实时绘制所需要研究的问题进行了总结.     

高精度高速度曲面建模的3维地表模拟和漫游算法

三维真实感地形场景是生态系统模拟、虚拟地理环境和三维GIS不可或缺的要素,而高精度高速度曲面建模方法可以动态实时构建高精度曲面模型。论文引入高精度高速度曲面建模方法,提出了一种可以动态生成地表模型并实时绘制和漫游三维真实感地表的方法。该方法实时动态建立高精度DEM,结合改进的视点依赖多分辨率绘制方法,随视点改变动态重建并绘制当前DEM。首先建立当前可见场景的DEM,然后通过依赖于视点的简化等处理建立层次细节模型,进行实时场景绘制和漫游,随视点改变,在当前场景基础上动态加点和减点更新DEM及层次细节模型,生成当前可见场景,以次循环。实例测试表明,算法可产生真实感较强的场景,实时漫游效率较高,模拟精确。     

大型网格模型多分辨率的外存构建与交互绘制

结合多分辨率、网格排布和基于视点的绘制技术,提出一种外存多分辨率构建和绘制算法.采用适应性八叉树对模型的包围盒进行划分,自顶向下构建模型的多分辨率层次结构,较好地保持了原模型的细节分布;并对多分辨率结构中每个节点所包含的三角形片段进行网格排布优化,降低了缓存的平均失效率;在实时绘制时,采用基于视点的细节层次选择策略进行模型的细化;最后通过引入数据预取机制来隐藏磁盘I/O延时,进一步提高绘制性能.实验结果表明,该算法在绘制速度与细节保留上均优于同类MRMM算法.     

自适应多特征融合的真实感地形快速绘制

针对真实地形可视化中数字高程模型(DEM)数据结构复杂且绘制速度不佳的问题,提出一种基于自适应多特征融合的真实感地形快速绘制方法.引入地形高程熵,对真实的DEM高程数据进行特征提取以生成地形总体框架;利用随机中点位移分形算法并根据地形特征优化分形参数来增加地形高频细节;计算视点与地形之间的距离阈值,并对应于层次细节(LOD)等级,以实现地形自适应的调度,再根据不确定性判定因子对地形特征进行更新.最后对本文算法进行并行处理,充分利用图形处理单元(GPU)技术对地形进行加速绘制.实验结果表明,该方法生成的地形具有较高逼真度和较好实时性.     

用约束四叉树实现地形的实时多分辨率绘制

在地形可视化领域，实时绘制复杂地形场景的最有效工具是LOD技术，在研究和实验的基础上，提出了一种基于地形四叉树实时构建地形多分辨率模型的优化算法，该算法引入视相关的概念，给出一种与视点相依赖的对地形结点误差进行评价的方法，改进了LOD模型“裂缝”效应消除方法。实验结果表明，该算法能实时动态地生成地形的连续多分辨率模型，实现地形场景的平滑绘制。     

基于四叉树结构的数字地表模型快速生成算法设计

为了研究数字地表模型的快速生成方法，在总结传统Delaunay三角化算法的基础上，给出了一个基于四叉树结构的数字地表模型快速生成算法的详细设计，该算法的基本思想是首先利用四叉树结构来对离散点进行分割，然后对四叉树叶节点进行Delaunay三角化，再两两合并四叉树节点三角网的凸壳，以快速生成地表表格网模型，该算法是以四叉树为基本单位为实现限定边和限定多边形的快速嵌入，最后给出了算法在不同情况下的测试结果，并对测试结果进行了具体分析，给出了算法的时间效率分析和空间复杂性分析，实测数据结果表明，该算法有着较好的性能，而且也非常稳定，通过实测结果分析和算法的时间效率分析，可以得到算法的时间效率近似为O(nlog(n）），通过算法的空间复杂性分析可以看出，算法可以自动适应不同的点空间分布情况，而且采用四叉树结构也非常有利于限定边和限定多边形的嵌入。     

基于快速EZC-DCT的地形压缩绘制技术*

对大规模地形进行实时渲染时,大量数据传输、存储和处理严重制约着实时渲染的速率。基于此,提出了一种基于快速离散余弦变换的嵌入式零树编码实现地形数据压缩与实时粗粒度LOD渲染结合的算法。首先对分块后的地形数据分别进行快速离散余弦变换,然后对得到的系数进行聚类操作,最后对其进行嵌入式零树编码。实验结果表明该算法压缩效率高,信噪比较好,计算相对简单,帧速率比传统的基于小波变换的算法提高了20%,更加符合视觉要求。     

基于限制性四叉树LOD大规模地形预处理算法

LOD(Level Of Detail,层次细节)技术是解决大规模地形实时渲染的关键技术之一,通过这种技术可以较好地简化场景的复杂度,减少图形显示的失真度,满足一定的实时性要求。传统的算法将四叉树和LOD技术相结合将大规模数字高程模型数据(DEM)进行分块,并对块内数据按照分辨率的大小分层存储。通过对四叉树的研究,在限制性四叉树的基础上引入预处理算法,提高了地形读取速度,增强了实时显示效果。该算法是基于限制性四叉树的一种高效的规则网格划分方法,内存开销少,降低了CPU的负担。实验结果表明该算法提高了地形导入的效率,能实现大规模地形的实时漫游。     

Interactive Multiresolution Editing and Display of Large Terrains

In recent years, many systems have been developed for the real‐time display of very large terrains. While many of these techniques combine high‐quality rendering with impressive performance, most make the fundamental assumption that the terrain is represented by a fixed height map that cannot be altered at run time. Such systems frequently rely on extensive preprocessing of the raw terrain data. They are mostly designed for maximum performance. Consequently, these techniques are ill‐suited for the many applications such as geological simulations and games in which terrain surfaces must be altered interactively. We present a two‐component system that can achieve real‐time view‐dependent rendering while allowing on‐line multiresolution alterations of a large terrain. Our fundamental height map representation is a wavelet quadtree hierarchy, allowing one to easily apply arbitrary multiresolution edits to the terrain. Our display algorithm extracts a view‐dependent approximation of the terrain from the wavelet quadtree in real time. The algorithm dynamically alters this approximation based on any ongoing edits. To allow for flexibility and to limit performance loss, the two components of this system have been designed to be as independent as possible.     

大区域TM影像归一化植被指数季相归一化处理方法

针对高分辨率遥感监测植被时大范围获取影像的季相往往不一致,影响了归一化植被指数的连续性与可比性问题,借助MODIS 归一化植被指数产品,开展TM 归一化植被指数季相归一化方法研究。以福建省为例,分析不同季相MODIS 归一化植被指数之间的一次项、二次项最小二乘关系及差值关系,对比分析转换结果。结果表明,二次项关系优于其他两种效果,较好地消除归一化植被指数时相不一致问题,获得了较为满意的效果。利用MODIS 归一化植被指数构建二次项,完成福建省TM 归一化植被指数季相归一化,消除了不同景影像间的季相不一致,使在大区域范围内归一化植被指数具有空间上的可比性和一致性。     

地形可视化中的改进Geoclipmap算法

在大地形实时绘制中,大规模的地形数据和有限的硬件数据通信带宽是限制地形绘制效率的主要原因。在Geoclipmap算法的基础上,通过使用几何场景图(GSG)组织结构提高数据外存加载效率,在mipmap棱锥生成过程中采取sinc滤波方法进行重采样,避免地形细节丢失。为减少CPU到图形处理器（GPU）的数据流量,提出一种基于层次包围球的二级视锥体裁剪技术,并将法线的生成放到GPU的片段着色器中。实验结果表明,算法保持地形真实感,并有效提高绘制效率,能满足大地形的实时渲染要求。