LOD地形渲染算法

我们开发了一个基于分形和快速动态渲染的地形生成系统,使用了四种不同的渲染算法,并对这几种不同的地形渲染算法进行了比较实验。     

基于静态LOD的海量地形绘制中的接缝算法

为了解决海量地形分块绘制中块间接缝的问题,并在消除裂缝的同时保证地形绘制的高效性,在静态LOD算法的基础上,提出了多重边界算法.该算法把地形块边界的细节层次设置成多重的,且可以和中心三角形网脱离、合并.在绘制时,是以整个边界为单位动态地改变边界的细节层次,以实现与相邻块的无缝连接,避免每帧对边界上的点进行遍历然后重构三角形以节省了计算量.开发了软件系统,实验结果表明该算法是一种接缝效果良好,绘制效率高的算法.     

基于LOD的三维作战地形实时渲染技术的研究

与视点相关的三维作战地形实时渲染技术一直是作战仿真领域的热点问题之一。三维作战地形渲染的主要问题是如何缩减三角形的数目问题。该文采用了一种基于四叉树的LOD算法,根据与视点以及和地形本身起伏程度相关的技术来决定地形应有的细节程度,然后递归的分割四叉树的每一个节点,直到到达需要的细节程度,从而较好地解决了实时渲染过程中的三角形数目问题。通过仿真试验,在保证渲染速度的前提条什下,该方法有效地实现了作战仿真系统中实时地形的漫游和不同视场的条件下的地形细节显示。并且具有较高的视觉真实程度。     

采煤塌陷区地形渲染研究

随着煤炭的大量开采,塌陷区逐渐增多,严重地破坏了矿区生态结构,影响了矿区及周边地区人们的生活。因此良好的塌陷区漫游系统成为了治理这些危害的关键。三维地形是可视化系统及虚拟仿真的基本组成部分,也是此次项目至关重要的一部分。针对当前三维地形及其渲染技术的研究现状,该文结合常用图形接口OPENGL,在VC++6.0平台下,运用GIS技术和采煤塌陷区地形数据,对LOD技术和ROAM算法进行研究,更好地实现塌陷区漫游效果。     

采煤塌陷区地形渲染研究

随着煤炭的大量开采,塌陷区逐渐增多,严重地破坏了矿区生态结构,影响了矿区及周边地区人们的生活。因此良好的塌陷区漫游系统成为了治理这些危害的关键。三维地形是可视化系统及虚拟仿真的基本组成部分,也是此次项目至关重要的一部分。针对当前三维地形及其渲染技术的研究现状,该文结合常用图形接口OPENGL,在VC＋＋6.0平台下,运用GIS技术和采煤塌陷区地形数据,对LOD技术和ROAM算法进行研究,更好地实现塌陷区漫游效果。     

基于OBS的分布并行海量地形数据服务系统

海量地形数据的存储与管理是大规模地形实时漫游系统的关键。该文提出一种基于对象存储的分布式并行地形数据服务系统(DPTSS),采用自治的存储对象存储和管理地形块数据,实现了控制路径和数据路径分离。通过元数据集群提供高效率和高可用的元数据服务,以及基于对象的存储集群实现并行的地形数据块传输服务,提供高吞吐率和高带宽的地形数据服务。对比实验表明,DPTSS在较低的TCO情况下能提供高性能的地形数据服务。     

基于SQLite的LOD模式海量影像数据管理系统的设计与实现

如何实现海量影像数据的合理化存储、高效的访问是视景仿真领域的一个瓶颈问题。本文提出了一种运用SQLite数据库实现基于嵌入式数据库的集中式数据管理方法,将海量影像数据以数据库的形式进行管理,同时又以类似文件操作的方式实现快速访问,为解决基于LOD模式海量影像数据难以管理维护的问题提供了一种可行方案。本文方法有效而稳定地实现了海量影像数据的管理和调度,具有良好的实际应用价值。     

分块LOD大规模地形实时渲染算法

针对大规模地形渲染时内存消耗大、帧速率低的问题,提出一种基于线性四叉树的分块层次细节实时渲染算法.在Geomipmapping算法的基础上,首先通过降采样获得相同尺寸的高程数据,结合不同缩放、平移因子,离线建立地形块金字塔结构;然后构建地形块的线性四叉树索引,并定义更为合理的地形块调度准则;最后利用垂直裙带法消除裂缝,设计基于GPU的morphing方法实现顶点的几何过渡.实验结果表明,文中算法能明显减少高程数据存储量,有效地降低了CPU处理时间和GPU渲染批次;在保证画面平滑流畅的同时,达到了较高的渲染速率.     

基于四叉树分割的地形LOD技术综述

层次细节(Levels of Detail,LOD)技术是在大规模地形模型简化方面使用得最多的技术,它极大地提高了地形场景的漫游速度。在众多LOD模型中,应用最为广泛的是基于四叉树(Quadtree)分割的LOD算法。国内外学者对LOD模型做了大量的研究工作,文中对基于四叉树分割的LOD算法进行了系统的梳理与总结,对涉及到的核心算法进行了归类并详细分析了各自的优缺点,深入且全面地介绍了其研究现状。     

大规模地形漫游中的实时地形渲染技术

地形漫游已经被广泛应用于游戏、虚拟现实（VR）、飞行仿真和地理信息系统（GIS）等环境中。在传统的仿真中,地形采用艺术家手工建模,但是手工建模价格昂贵,而且不能产生连续的细节层次（Level of Detail,LOD）。大规模的地形渲染算法需要采用细节层次来减少实际需要绘制的地形数据。从产生地形角度入手,分析了几种经典的实时地形渲染技术,并对部分技术进行比较。最后提出对某些方法进行改进,以达到更好的效果,并通过PC机上的实验加以验证。     

基于静态LOD的输电线路虚拟地形渲染优化算法

针对输电线路三维可视化系统中大规模地形场景的渲染问题,提出一种基于静态LOD的虚拟地形绘制优化算法. 建立输电线路廊道内地形高程数据的分块模型,将视角移动速度纳入细节层级的评价因子中,结合视点距离、地形复杂度等因素改进评价函数. 通过阈值判断网格内数据点高程值的方差,选择不同的线性插值函数完成地形曲面的模拟效果. 实验结果表明所提算法有效减少了运动状态下地形三角面的绘制数,具有更加流畅的虚拟场景帧数和良好的地形仿真效果.     

基于综合LOD因子的自适应GPU地形渲染

根据四叉树的地形分块数据组织形式,提出一种面向图形处理器(GPU)的自适应地形渲染算法。将综合细节层次因子作为地形块节点评价函数,对静态地形块误差、动态视点依赖误差和视点移动速度进行量化,在顶点着色器上实现高程值的平滑过渡,消除突跃现象,并通过添加“裙”遮盖裂缝。实验结果表明,该算法的地形自适应性较好,具有较高的帧率和GPU利用率。     

云计算平台的海量数据知识提取框架

针对从海量数据中分析与提取知识计算时间高的问题,提出一种基于Hadoop的知识提取算法.本文结合Hadoop的并行处理能力与分布式存储特点,设计了一种知识提取框架,可兼容不同的原型约简方法.基于MapReduce编程方法将约简方法并行化处理,并且设计了分类准确率高、计算速度快的原型约简组合规则.最终基于真实UCI大数据集进行实验,本框架将最近邻分类器的分类时间提高两个数量级.     

数据分布型sort-first并行图形绘制系统的研究与实现

sort-first体系结构常用来构建高性能并行图形绘制系统,基于immediate-mode的数据集中型Sort-first系统,对网络带宽高度依赖,网络带宽和归属计算易成为系统瓶颈,提出了一个基于retain-mode的数据分布型并行绘制系统,工作原理是将几何数据分布于绘制结点,并利用帧间相似性动态调整绘制结点上的数据分布以适应视角的改变,有效地降低了数据分布所需的传输开销,系统利用Cell结构来控制并行粒度,实验结果显示能以相对较低的并行开销实现高分辨率显示和并行加速。     

多进制小波和二叉树实现大规模地形的实时漫游

针对大规模地形的实时绘制是三维可视化领域中研究的热点和难点,提出一种视相关的、基于M(M≥2)进制小波压缩和二叉树分块的优化算法,来构建地形多分辨率模型．该算法给出了一种依赖于地形的起伏状况、视点位置和视距的数据压缩和网格剖分的方法,并且解决了不同尺度结点间的“裂缝”问题．实验表明,该算法具有消耗内存少、建模速度快、保真性好等优点,可以在PC机上实现大规模地形的实时交互式漫游．     

大流量网络平台下并行数据库的设计与实现

随着计算机网络的迅猛发展,网络速度已经从10Mb/s、100Mb/s达到了1Gb/s,因此,一般工作在网络平台下的数据库随着数据量的增加,往往难以满足用户的需求。因此,该文将并行处理与数据库技术相结合,设计并实现了应用于大流量网络平台的并行数据库。     

海量地形实时动态存储与绘制的GPU实现算法

为了降低实时更新和存储海量地形的形变数据对动态绘制速度的影响,提出一种基于整数小波变换与限制性四叉树相结合的GPU并行动态存储与绘制算法.首先设计面向CUDA并行且无损的基于块的整数小波变换算法和SPIHT压缩算法,提高地形压缩比以减小数据传输量,同时解决了海量地形动态数据存储的编解码的实时性问题,实现了局部动态地形数据的实时存储;然后将小波系数、限制性四叉树层次结构以及模板技术相结合,提出一种自适应三角化和绘制的并行处理算法.实验结果表明,对于海量地形数据,文中算法可以在实现后端及时保存局部形变数据的同时,前端可以保持较高的绘制帧率.