大规模地形真实感渲染技术研究

针对快速增长的数据规模和计算机图形硬件处理能力之间的矛盾,对大规模地形真实感渲染技术进行研究。采用基于四叉树的层次细节算法渲染大规模地形,设计四叉树地形的存储结构,以视距和地形粗糙度的双重标准确定地形节点的细节程度,给出利用裙边修补裂缝的方法。实验结果表明,该技术能快速实时地完成大规模地形数据的调度和场景的真实感渲染。     

基于分块地形的混合数据结构三维公路建模

为了权衡三维公路建模中数据高精度性以及渲染高效性的矛盾,在地形分块基础上提出了一种在场景中规则网格与不规则三角网并存的混合数据结构三维公路建模方法。此方法结合规则网格与不规则三角网两种地形表示方式的优缺点,若地形子块有公路覆盖,则利用Delaunay三角网方法精细绘制,否则基于规则网格LOD(细节层次)绘制,以此来提高渲染效率。针对此混合结构产生的块间裂缝问题,提出了对低细节层次节点增点的修补方案,以及针对此方法的特点提出了基于有向线段与增量步长的地形镂空算法,实现了地形与公路的无缝融合。实验结果表明,该方案可有效适用于三维公路设计。     

大规模三维地形生成算法的实施与分析

为了探讨适合于虚拟现实中大规模三维地形生成的算法,文章分析了均匀网格算法和ROAM算法的原理及其特点,基于Molehill渲染引擎采用两种不同的算法实施了地形数据的模拟与绘制。实验结果表明,由于ROAM算法可根据视点的位置动态地计算模型的细节层次,减少了每帧渲染多边形的数量,所以,提高了大规模地形数据的运算效率,适合于大规模三维地形场景的虚拟建模需求。     

基于Kriging方法的动态地形反向多级细化研究

针对层次细节模型（LOD）只能实现数据精度低于原始DEM数据的动态地形建模过程,提出了基于Kriging方法的动态地形反向细化方法（Levels Of Backward Detail,LOBD）。该方法提取出需反向细化区域,判断多级细化级别,分析区域的空间属性相关性,根据最优条件拟合变异函数,根据Kriging方法对目标区域进行插值,生成精度高于原始DEM数据精度的区域数据。设计了按独立树结构的插值数据动态存储方式。建模实验表明,新的动态建模方法的细节层次可以比LOD方法至少增加两级,并且保持渲染效率基本不变。     

ROAM动态地形渲染算法研究

三维真实感地形的生成一直是计算机图形学领域中关注的焦点课题 ,而基于层次细节的实时优化自适应网格动态地形渲染算法凭借其诸多的优点在军事仿真、GIS系统、VR系统、数字地球以及视频游戏等各个领域得到了广泛的运用。目前三维地形渲染技术主要包括体素渲染和层次细节渲染 ,该文在比较了这两种渲染方法的优缺点后 ,论述了基于后者的实时优化自适应网格算法的优势所在 ,详尽地剖析了其算法思想 ,并给出了该算法的一个具体的实现。     

交互式数字地形合成算法

针对当前手工建模费时费力和自动算法难以调整合成结果的问题,提出一种基于示意图的交互式地形合成算法.通过使用用户绘制的示意图来解决地形特征的精确放置问题,并利用控制参数来调整合成地形的细节,在自动化和控制性上达到了较好的平衡.实验结果表明,该算法能快速生成地形,且可以方便地对生成的结果进行调整;即使是缺乏专业建模技能的用户也能使用该算法生成满意的地形,对于地形建模从手工到自动化的转变具有一定的促进意义.     

ROAM算法及其在地形实时渲染中的应用

三维地形实时渲染由于数据量大,一般显示时不易全部显示所有模型,而是根据视距和地形情况,动态的改变地形显示的层次细节.本文研究基于层次细节LOD的ROAM算法及算法的加块改进来实现对地形的实时渲染.     

ROAM动态地形渲染算法的改进

三维真实感地形的生成一直是计算机图形学领域中的焦点课题,研究了基于层次细节的实时优化自适应网格动态地形渲染算法,采用了基于地形块包围盒的可见性投影剔除技术的实时优化策略,提出了嵌套包围球方法和屏幕空间误差法相结合的优化算法来改进误差判据,以提高地形绘制的快速性,给出了该层次细节模型在地形渲染中的实现方法。实验证明,通过对实时优化自适应网格算法的实现和优化,在保证一定的地形渲染效果的前提下,减少了开销同时提高了实时渲染速度。     

关于三维地形建模简化技术的研究与实现

三维地形建模简化技术在三维场景构造中是非常重要的,并且该项技术在虚拟现实中也被普遍的应用。三维地形建模简化技术能够提供给人们视觉、听觉以及触觉上的真实感受。文章通过对层次细节技术和基于网格的模型简化技术对三维地形建模简化技术进行了研究,并且对该技术进行了相应的改善,从而能够更好的实现三维地形建模简化技术的应用。     

高保真大地形数据库在VTree中的应用

介绍了高保真大地形数据库在视景仿真中（尤其在军事领域）的重要性和意义。针对大地形数据库的生成以及在视景中渲染所面临的问题，提出了自己的解决方案。首先生成合适精度的数据高程模型（dem），并对卫星影像进行处理和校正，然后使Terra Vista软件完成大地形数据库的编辑和管理，包括分块、多细节（10d），添加文化特征，并输出TerraPage格式的文件。最后在Windows平台下，使用Vc6．0编程工具和VTree高性能视景引擎完成对地形数据库的调用和渲染。并在某型号导弹的视景仿真中得到了应用，达到了设计的技术要求。     

实时地形绘制算法综述

实时地形绘制在游戏、飞行训练、军事演习模拟、地理信息系统(GIS)等领域中有着广泛应用。实时地形绘制算法一般采用视点相关的连续细节层次简化技术等方法来减少实际所需要绘制的地形数据量。该文介绍了实时地形绘制中的几种代表性算法并讨论了当前的最新研究进展，分析了目前尚存在的问题和研究前景。     

Unified Hybrid Terrain Representation Based on Local Convexifications

Hybrid digital terrain models represent an effective framework to combine and integrate terrain data with different topology and resolution. Cartographic digital terrain models typically are constituted by regular grid data and can be refined by adding locally TINs that represent morphologically complex terrain parts. Direct rendering of both data sets to visualize the digital terrain model would generate geometric discontinuities as the meshes are disconnected. In this paper we present a new meshing scheme for hybrid terrain representations. High quality models without discontinuities are generated as the different representations are softly joined through an adaptive tessellation procedure. Due to the complexity of the algorithms involved in the tessellation procedure, we propose a mixed strategy where part of the information is pre-computed and efficiently encoded. This way, for rendering the model, the tessellation information has to be decoded and only additional simple operations have to be performed.     

基于RTX的地形跟随实时仿真系统

为了对地形跟随系统进行仿真验证,并进行模拟训练,开发了一种基于RTX的实时仿真系统,该系统采用Windows RTX Simulink 双核CPU PC的实时仿真架构。基于此种架构,设计、实现了一套地形跟随实时仿真系统,给出了该系统的系统结构和组成,并对Simulink模型的实时代码生成、进程间通信与数据交换、地形数据的实时更新等关键技术进行了详细说明。试验结果和使用经验表明该系统工作可靠、使用方便、易于开发与维护,完全能够满足地形跟随实时仿真的需要。     

大规模虚拟地形数据多线程异步调度算法

为了实现大规模虚拟地形环境的实时绘制,提出一种海量地形数据实时调度算法。本文算法基于传统四叉树结构对地形数据进行组织和索引。在此基础上,运用Hilbert填充曲线对数据进行存储优化。然后设计基于I/O完成端口（I/O Completion Port,IOCP）的异步机制,结合多线程技术实现了I/O操作及数据加卸载的合理运作。最后,选取单线程同步I/O算法与本文算法进行实验对比。结果表明,本文算法具有高效的数据调度性能,可以满足大规模地形实时绘制的需求。     

虚拟环境中地面运载实体地形匹配的一种新方法

地形匹配问题主要研究的是如何快速、准确地求解出运载实体和地面的接触点的问题。地形匹配问题和地表绘制算法有着密不可分的关系,地形匹配问题的具体解决是以地表绘制算法中建立的基本数据结构为基础的,因此,随着先进的地表绘制算法的提出,就产生了地形匹配问题的新解决方案的需求。文章给出了一种基于先进的以三角形二叉树为其基本数据结构的地形绘制算法的地形匹配问题新求解方法,该方法无需建立特殊的数据结构,其地形匹配速度明显优于已有的方法。     

基于图象空间判据的地表模型加速绘制技术

在利用图形绘制实现虚拟现实的研究工作中，为了加速图形生成以保证实时的图形绘制，物体层次细节模型LoD(level of detail)的选择是其最主要的解决办法.其主要原理是根据物体对于观察者的重要性选择该物体绘制的细节.地表模型作为多边形网格模型的一种特殊几何模型，在各种虚拟现实系统中有着重要而广泛的应用.该文通过对地表模型实时生成特殊性要求的分析，提出具有焦点加权因子的基于图象空间误差的、适用于地表模型特殊性的、有效的加速简化方法.以焦点和显示面积的有效结合作为物体重要性评价尺度，有效地简化了地表模型的绘制.同时，算法结合均匀网格模型的多分辨率细节层次模型，以“块”作为地表模型大面积简化的空间单位，加速地表模型的简化操作，以实现较为复杂的地表模型的实时绘制.     

三维地形生成及实时显示技术研究进展

三维地形是虚拟自然环境中不可缺少的因素,也是虚拟仿真领域中视景诉重要组成部分,该文将地形生成技术概括为基于真实地形数据的地形生成技术、基于分形技术的地仿真技术、基于数据拟合的地形信息技术等三大类,并分别介绍了这三类方法的相关理论和生成技术,还分析了各自的发展趋势,其中在基于真实数据的地形生成方面,按照离散ＬＯＤ模型、连续ＬＯＤ模型、多分辨率模型的发展顺序,重点介绍了地形实时显示技术中数据简化方面的     

综合地形环境建模与数据库实现

该文分析了现代军事仿真系统对地形环境数据的需求，采用面向对象方法构建了地形环境数据模型，根据地形环境数据模型设计了基于有向无环图结构的综合地形环境数据库，将各种仿真子系统所需的地形环境数据集成在一起，有效地解决了不同仿真应用中地形环境数据的一致性、相关性和多分辨率的问题；通过将综合地形环境数据库映射到SEDRIS表示，促进了地形环境数据的重用和共享；该文还介绍了综合地形环境数据库的数据源，分析了地形环境数据库的生成流程，最后提出了一种OpenFlight格式地形环境数据库的实现方法，节约了数据库的开发成本。