基于区域特征距离加权的三维地形建模方法

为了提高三维虚拟场景中三维地形真实感效果,提出了基于区域特征的距离加权的三维地形建模方法。首先,根据采样点数据的高程值对采样点数据进行分类,建立分类数据与插值点数量映射关系;然后,结合Diamond-square细分法求取插值点坐标数据,求得距离加权因子;最后,通过判断插值点的区域特征建立距离加权计算方程,以保证插值点间的平滑性和连贯性。理论分析和仿真结果表明,与传统地形建模方法相比,该方法能够提高三维地形的真实感,同时地形绘制速度提高20%。     

三维动态多分辨率地形模型的研究

为了绘制大规模地形图,适当地减少数据,利用四叉树结构存储采样点,提出了一种与地形特征和视点相关的实时动态的多分辨率地形模型。在三维场景漫游和切换中,采用二级缓冲机制实现场景数据的快速调度和绘制,同时提出了基于细分评估函数的自适应LOD算法。随着分辨率的动态变化,实时递归地构建绘制当前视域地形所需的数据集。而且在起伏变化大的地形中利用有限的采样点,根据地形特征进行距离加权插值,最终提高特定地区的分辨率和绘制效果。     

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.     

基于体素渲染的障碍物探测雷达数据可视化

探索一种新的基于体素模型的雷达地形数据三维表示方法,该方法将障碍物探测雷达获取的地形三维回波数据作为体素,通过有约束的自适应分形扩展方法进行空数据的插补,生成连续的三维地形数据,然后由6自由度体素描述方法进行三维模型的映射,解决三维绘制中的场景遮挡问题,最终通过纹理混合的实时渲染方式生成最终的三维地形图像。通过对实际数据验证表明,该方法可生成逼真的三维地形,相比O penGL的绘制方法,提高了雷达数据的可视化效率。     

基于GE和SU模型的动态侦察环境模拟方法

在传统无人侦察机模拟训练方法中,视景仿真环境逼真度不足,三维地形容易忽视动态目标.为此,提出一种基于谷歌地球(GE)和SketchUp(SU)模型的动态侦察环境模拟方法.通过GE场景建立三维仿真环境,利用SU制作三维模型,采用三次B样条插值方法对路径进行平滑处理,计算模型的姿态角,使用Keyhole标记语言和GE COM API,完成飞行视景仿真.实验结果表明,该方法能生成逼真的动态三维场景,减少建模工作和开发周期.     

基于三角带模板的大规模地形实时绘制方法

大规模地形的绘制技术一直是国内外虚拟现实领域的研究热点。为快速实时绘制,又保持真实性,提出一种基于三角带模板的大规模地形实时仿真方法。可用在战场环境仿真、飞行仿真、3D游戏等仿真系统中。先进行地形数据预处理,将地形分成若干相等的小块,并且计算每个小块的包围盒,然后根据地形块的大小确定一族三角带模板。实时绘制时,根据包围盒的屏幕投影误差因子选择合适的三角带模板,用三角带模板快速绘制地形块。采用扫描视锥体投影三角形裁剪方法剔除不需要绘制的地形块,并且采用添加阴影平面的方法消除地形裂缝。最后,在Puget Sound地形数据上进行了实验并进行了分析。实验证明,方法是可行和有效的。     

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.     

大地形空间格网点平均曲率算法研究及可视化

研究地形绘制问题,为了实现在计算机中实时可视化,在大地形的场景绘制时需要在高曲率处保留尽量多的矢量数据(点、线、面),在低曲率处删除尽量多的矢量数据.采用了在细节层次模型简化技术中,空间格网点的平均曲率的计算方法,以及在.NET平台下用C#语言对算法进行编程.经计算得出格网点曲率值的大小,删除低曲率的中心点并对删除中心点后留下的空洞进行三角化,从而实现细节层次模型的简化,大大地减少了大地形场景中矢量数据(点、线、面)的数量.仿真试验结论表明,提出的平均曲率算法能较好地解决矢量数据量大与计算机实时处理能力有限的矛盾,满足了大地形中大规模矢量数据三维可视化的实时绘制需求.     

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。     

基于Mipmap的大规模地形绘制算法与仿真

研究大规模地形与纹理数据动态可视化算法与仿真问题。针对大规模地形与纹理数据动态可视化实时显示难题,提出一种基于Mipmap的大规模地形动态绘制算法,实现模型数据库组织与管理的高效性、场景调度的实时性,以北京市地形数据为仿真模型,实现大规模地形与纹理数据动态可视化算法与实时仿真。上述算法在Mipmap技术的基础上,首先利用双线性内插算法把离散的原始数据生成规则网格DEM,然后采用四叉树结构的LOD算法简化海量地形和纹理数据,最后使用四队列分页调度、基于视域的LRU算法释放内存、多线程并行处理的场景优化策略来进行动态调度和绘制。结合OSG和Open GL渲染引擎,将基于Mipmap的大规模地形绘制算法应用在北京市地形绘制中,仿真结果表明,上述算法比传统的CLOD地形瓦片绘制算法,具有更快的渲染绘制速率,并且能够快速绘制北京市地形数据和在不同场景下进行快速浏览。     

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。     

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。     

几种地形辅助导航方法的比较

地形辅助导航系统将飞行航迹下的地形高度信息与机载数字高程地图比较后得到导航定位结果，并以此对惯性导航主系统进行必要的修正。针对基于扩展Kalman滤波，基于关联算子和基于点群滤波的3种地形辅助导航方法，介绍其基本原理后。采用真实地形数据进行仿真，比较不同飞行情况下这些方法的性能。     

大规模地形漫游中动态LOD算法研究

大规模的地形渲染技术一直是图形学里的热点问题之一。它在GIS、飞行模拟器、视频游戏里有重要的作用。大规模地形渲染的两个主要问题是地形数据存储问题和三角形数目问题。针对3D视频游戏,文中采用数据分块、局部数据显示以及与视点相关的裁减策略来控制数据显示量,使用了一种基于四叉树的LOD算法来解决大规模地形渲染中的三角形数目问题。实验结果表明综合使用上诉方法,有效地减少了显示数据计算量,能满足3D游戏场景的交互式漫游的实时性要求。     

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。     

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。     

基于数据融合的DEM插值与可视化

针对某航海训练仿真系统对三维地形实时性及逼真性的需要,提出了对DEM数据进行插值以提高数据的精度。在概略介绍空间插值原理及分类的基础上,分别着重介绍了克里金插值算法及改进谢别德插值算法的原理和特点。为了兼顾这两种插值算法的优点,克服单一插值方法的不足,提出了基于数据融合的插值方法。详细阐述了DEM插值的过程,并结合实例,利用SRTM3数据进行了测试,实现了DEM的可视化。仿真结果表明,与单独采用两种插值算法相比,基于数据融合所得数据插值效果较好,插值精度得到了明显的提升。