基于ROAM算法的动态地形可视化研究

地形可视化是战场环境可视化仿真系统的重要组成部分,动态地形可视化是动态战场环境可视化仿真的重要内容.介绍了现有的地形可视化算法及其思想,包括几种主流的多分辨率实时地形可视化算法.重点分析了ROAM算法的网格表示方法、网格连续性算法和误差度量方法.在现有的实时静态多分辨率算法中,ROAM算法是最易于扩展为实时动态多分辨率算法的算法.分析了动态ROAM算法[1]的思想,通过改进静态ROAM算法的网格表示,建立了一种适用于动态地形ROAM算法的半规则网格;通过引入过渡区,解决了动态半规则网格的连续性问题;建立了基于ROAM的动态地形可视化算法.最后通过一个动态壕沟的实例验证了算法的可行性.     

ROAM算法在超大规模地形渲染中的应用

地形的三维可视化在多个领域中有着广泛的应用.ROAM算法是目前使用最广泛的网格构造算法之一.本文提出了一种改进的ROAM算法实现,并且和地形数据分块技术、视锥裁减技术相结合,进而提出了一种解决超大规模地形数据的实时渲染问题的方法.这种方法可以实现地形的连续细节层次渲染,并且可以利用帧和帧之间的关联性,极大地提高了渲染速度.基于本方法实现的原型程序在普通的PC机上取得了很好的渲染效果.     

动态地形可视化算法－IDTRA

动态战场地形可视化主要研究动态战场地形仿真中动态地形实时三维渲染的方法。动态战场地形仿真能够提高战场环境仿真的可信度和逼真度。在DEXTER-ROAM算法的基础上提出了一种改进的动态地形ROAM算法－IDTRA,IDTRA把视景剔除阶段分两步来执行：第一步使用地形块进行粗剔除,第二步使用菱形进行细剔除。针对目前动态地形可视化实现方法的不足,基于OGRE渲染引擎设计了支持三维战场可视化的演示系统。最后通过炸弹攻击坦克分队的过程演示了动态弹坑的可视化,验证了算法的可行性。结果表明IDTRA算法,在显示速度和效果方面都能够满足动态战场地形可视化的要求。     

基于GPU编程的地形可视化

由于地形模型固有的复杂性,致使计算机硬件水平一直难以满足大规模地形模型的实时显示需求。为了在现有的硬件水平上实现地形模型的快速绘制,在对传统的ROAM算法进行改进的基础上,提出一种基于GPU编程的地形可视化算法,实现了视点依赖的大规模地形的快速可视化。该算法首先基于改进的ROAM(real-time optimallyadaptive meshes)算法生成视点依赖的优化连续LOD模型;然后用GPU编程计算顶点的变换、法向量、纹理坐标、纹理采样和面元光照;最后完成地形的着色。实验结果表明,利用GPU编程不仅能有效提高算法速度,而且能实现较大规模地形的实时漫游。     

动态地形可视化算法研究

文章分析了现有的静态地形的多分辨算法,选择ROAM(Real_TimeOptimallyAdaptingMeshes)算法作为研究动态地形可视化的基础算法;给出了动态地形可视化算法,并用实验数据证明该文的算法是可行而且有效的。     

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.     

视点相关的动态ROAM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。通过系统研究目前比较常用的地形渲染算法,归纳总结出各主要算法的优缺点,重点选择一种适用性比较广的ROAM算法,详细剖析其算法思想,做了一些改进,并运用于实际的三维地形模型渲染中。     

高逼真动态地形实时绘制中碰撞检测的设计与实现

高逼真考虑绘制动态地形的高逼真性与实时显示的突出矛盾，结合实时优化自适应网格（ROAM）地形绘制算法与Seamus McNally对该算法误差度量的改进，提出了动态地形可视化系统框架，初步设计并实现了仿真环境中炮弹等仿真实体与地形交互的碰撞检测。实验证明了该方案的有效性与可行性。     

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。     

三维河床地形可视化浏览系统研究与实现

主要讨论了如何利用改进的离散数据网格化方法快速实现离散地形数据预处理。详细介绍了在综合运用改进的离散数据网格化算法、三维地形建模、真实感图形绘制、三维坐标查询以及人机交互等三维可视化相关技术的基础上,利用OpenGL基本函数编程技术开发三维河床地形可视化实时浏览系统的具体过程。通过三维河床地形可视化浏览系统,可以直观、真实地表达河床地形的三维信息及综合特征,为河床演变分析提供了一个科学有效、简便直观的可视化分析途径。     

Dynamic Terrain Visualization Based on ROAM and OGRE

Terrain Visualization is an important part of visualization systems of battlefield, and the visualization of dynamic terrain is also important for dynamic battle environment. In this paper, special attention has been paid on real-time optimally adapting meshes （ROAM） algorithm, which is a candidate for dynamic terrain, and its mesh representation, mesh continuity algorithm and error metrics are discussed. The DEXTER-ROAM algorithm is discussed and analyzed. By revising the mesh representation of ROAM, a dynamic ROAM algorithm based on partial-regular grid is established. By introducing transition region, mesh discontinuity of dynamic partial-regular grid is resolved. Error metric blocks are removed for computation complexity and culling blocks are introduced to accelerate view frustum culling. The algorithm is implemented in a 3D rendering engine called OGRE. In the end, an example of dynamic crater is given to examine the dynamic ROAM algorithm.     

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。     

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。     

基于金字塔思想改进的ROAM算法

介绍了对传统的实时优化自适应网格算法的改进。首先根据金字塔思想,对大数据量地形及纹理数据进行分层分块预处理,对每块数据进行细节层次处理,并建立统一的空间位置索引,存入磁盘。然后应用缓冲区机制及多线程思想,结合该算法,渲染了北京市怀柔水库三维地形,并进行网络实时漫游,效果理想。     

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。     

Real-time optimal adaptation for planetary geometry and texture: 4-8 tile hierarchies

The real-time display of huge geometry and imagery databases involves view-dependent approximations, typically through the use of precomputed hierarchies that are selectively refined at runtime. A classic motivating problem is terrain visualization in which planetary databases involving billions of elevation and color values are displayed on PC graphics hardware at high frame rates. This paper introduces a new diamond data structure for the basic selective-refinement processing, which is a streamlined method of representing the well-known hierarchies of right triangles that have enjoyed much success in real-time, view-dependent terrain display. Regular-grid tiles are proposed as the payload data per diamond for both geometry and texture. The use of 4-8 grid refinement and coarsening schemes allows level-of-detail transitions that are twice as gradual as traditional quadtree-based hierarchies, as well as very high-quality low-pass filtering compared to subsampling-based hierarchies. An out-of-core storage organization is introduced based on Sierpinski indices per diamond, along with a tile preprocessing framework based on fine-to-coarse, same-level, and coarse-to-fine gathering operations. To attain optimal frame-to-frame coherence and processing-order priorities, dual split and merge queues are developed similar to the realtime optimally adapting meshes (ROAM) algorithm, as well as an adaptation of the ROAM frustum culling technique. Example applications of lake-detection and procedural terrain generation demonstrate the flexibility of the tile processing framework.