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。     

复杂战场环境中动态地形的表示及可视化技术研究

多分辨率建模作为解决大面积静态地形实时动态显示的手段,近年来在国内外得到普遍的重视和研究。目前,关于复杂战场环境中动态地形的表示及动态地形多分辨率实时可视化问题的研究在国内外还极不成熟。基于高逼真度虚拟战场环境仿真的要求和前人在这方面的有关研究,论文对动态地形的表示及可视化技术做了初步研究。     

Large-Scale Terrain Simplification and Visualization Based on TIN

In the preprocessing phase, the global terrain model is partitioned into blocks with their feature points being picked out to generate TIN model for each terrain block, then the multi-resolution models of terrain organized in the form of quad-tree is created bottom-up. Cracks between terrain blocks are avoided by inserting vertices to form common boundaries. At run-time, a view-dependent LOD algorithm is used to control the loading and unloading of the proper blocks by an additional synchronous thread. To e...     

动态地形的实时可视化

针对动态地形可视化中的特殊需求，提出了分辨率的动态扩展技术，并给出了实时可视化动态地形的完整解决方案．该方法既消除了地表网格模型中的不连续问题，又能很好地表现地形的形变效果.     

ROAM算法及其在地形可视化中的应用

三维地形可视化是GIS、计算机仿真、虚拟现实等领域中的关键技术之一,而基于多层次细节的实时优化自适应网格动态地形渲染算法（ROAM）凭借其简单性和可扩展性成为解决海量高程数据地形可视化的常用方法。本文详细介绍了ROAM算法的原理及其特点,进而针对实际应用提出对算法的改进,并进行了具体实现。实验结果表明,使用ROAM技术能
够真实地反映地形面貌。改进后的算法避免了ROAM对视点距离的敏感性,提高了运算速度,能够满足三维地形场景显示的应用需求。     

基于投影网格的全球多分辨率地形绘制

提出一种基于投影网格的全球多分辨率地形绘制算法。利用投影网格剖分球面,快速完成视域内球面的非均匀网格化。对地形数据分层组织、分块存储,通过可视区域计算,实现高效率的地形数据装载和更新。由于每帧网格数量保持基本不变,确保了稳定的帧率。实验结果表明该算法在全球三维地形实时绘制上能取得较好的视觉效果,计算量小、具有较高的效率。     

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.     

一种基于四叉树结构的动态多分辨率地形模型

结合油田可视化项目,文章根据三维地形可视化中利用四叉树存储DEM数据的方法,提出了一种与视点相关的动态多分辨率地理模型的构造算法,主要讨论了该模型的多分辨率地形表示机制以及动态地形简化方法和评价函数等问题,试验结果表明,文中的算法达到了预期目的,能应用于地形场景的三维可视化和漫游。     

基于Java3D多分辨率LOD地形可视化研究

针对网络虚拟环境的地形可视化方法进行了研究.提出利用构建网络环境中三维多分辨率地形LOD可视化方法.采用四叉树管理地形数据,随着视点变换,通过地形块网格细分可以实时生成连续的多分辨率地形网格,有效地消除了地形块之间的网格裂缝.基于Jaya3D场景图管理和更新地形数据和渲染.在场景绘制过程中,依据视距对不同地形块用不同分辨率的地形网格表示,在不影响真实感的同时,可以有效降低DEM节点数据量,达到实时渲染的目的.最后,通过DEM数字地形高程模型证明了算法的有效性.     

基于ROAM的实时动态地形可视化研究

为了获得逼真的三维漫游效果,在对ROAM算法进行研究和实验的基础上,实现基于二叉树的地形模型连续多分辨率渲染;在地形数据管理上,设计一种分块策略;综合考虑地形粗糙度和视距,提出一种合理的节点评价准则;为有效地消除地形块间的裂缝,设计一种基于邻接关系的强制剖分方法。实验结果表明,该算法在保证真实感的前提下能获得较好的帧绘制速率,实现三维地形的实时漫游。     

基于数据库的大地形可视化关键技术研究

地形可视化在GIS、虚拟现实等方面有着广泛应用。论文基于Oracle数据库技术,将DEM数据分块、与视点相关的LOD等技术相结合,采用四叉树遍历高程数据,并给出一种误差控制方法,在PC上实现了对海量地形数据的实时漫游。     

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。     

基于分布式渲染架构的远程可视化研究

互联网带宽的增长催生了远程可视化,它有着更好的分享性、移动性和方便性.针对大规模数据的远程可视化问题,提出了一种基于Sort-Last的分布式渲染架构,给出了基于GPU的融合、抗锯齿等算法.该架构用于远程可视化的服务器端,包括渲染节点、融合节点和任务节点等3层结构,具有良好的可扩展性.基于此,实现了一个远程可视化系统Waterman,提供基于Internet的高精地形渲染和海洋排放口污水扩散可视化服务,并给出了详细的设计方法和技术细节,包括基于Raycasting的地形渲染算法、基于陆地掩蔽(mask)方法的海面渲染技术和基于图片、网格模型的客户端混合实现技术等.最后对该架构和系统进行了性能测试和分析.提出的方法实用、鲁棒、扩展性好,可为同类系统设计提供很好的参考.     

基于三维GIS的地形可视化研究及实现

给出了一个适用于水利领域的三维可视化系统的组成,介绍了解决超大数据量数字高程模型(DEM)快速显示的算法,将地物在地形中进行显示,研究了基于三维场景空间分析的理论,最后对系统的实现作了简要介绍。实践表明该系统能在PC机上流畅地运行,图形的生成速度和质量令人满意。     

基于约束误差判据的动态地形可视化算法

在动态地形可视化中,误差判据决定着每帧需要绘制的三角形结点个数, 决定着渲染地形的真实度和算法效率。常用的屏幕误差计算方法,在实时绘制阶段为避免 T-连接和裂缝的生成,需要大量的维护工作并产生大量冗余三角形,不利于地形的实时绘制。 论文利用局部地形粗糙因素约束嵌套误差判据球,能较好的体现地形的局部细节,同时减少 平坦地区冗余三角形的产生。并利用延迟判断的帧间连贯性减少实时绘制时的计算量,进一 步提高算法效率。实验结果表明,利用带约束的误差判据的动态地形可视化算法能够有效减 少冗余三角形,在体现地形真实效果的同时有效提高算法效率。     

大规模地形实时可视化算法

提出一种实现大规模三维地形可视化的算法。该算法主要通过地形数据分块和多线程数据动态调度技术实现海量地形数据的实时动态调度,利用四叉树结构来简化地形网格,通过引入Y型基元的方法消除边界裂缝。实验结果表明,采用该方法可以实时生成大规模地形,提高地形漫游的效率与可视化效果。     

基于HEALPix的全球地形可视化技术

如何高效地组织和管理全球海量多分辨率地形数据,并利用有限的计算机硬件处理能力实现更好的实时渲染效果一直是全球地形可视化技术研究的核心问题.提出了一套基于HEALPix离散球面网格模型的全球多分辨率地形数据可视化方案,结合最新的图形硬件特性和实时渲染技术,通过修改HEALPix网格模型,设计了全球多分辨率地形数据库和上述数据库的全球地形实时渲染引擎.对比现有方案,改进方案提高了原模型可存储的数据分辨率精度,减小了同等情况下的数据存储容量,解决了南北极极点附近的畸变问题,提高了实时渲染的速度和效果,并简化了渲染引擎自身的复杂度.     

一种新的三维地景库的建模方法

针对传统的模拟器计算机成像系统之不足,提出了1种新的视景系统的建模方法,即基于矢量数字地图的三维地景生成算法。该算法以矢量地图为约束,各种地表纹理作为输入样图,用矢量地图中的高程信息构建三维地形网格,并根据矢量数字地图中图元之间的不同属性映射相应的纹理,得到了与矢量数字地图相一致的三维地景。与传统的地景库生成算法相比,新算法生成的三维地景更加真实精确;解决了以往地景库一经生成就无法更改的问题;具有一定的预测和重现场景的功能;缩短了地景库的开发周期,降低了开发成本。同时,运用了基于视点的地景数据动态调度策略,可实现真实场景的实时绘制。     

基于动态LOD 四叉树算法的虚拟地形可视化

在前人的基础上,改进了基于四叉树的LOD模型,通过建立节点判断准则来决定当前视区的细节程度.同时也提出了一种新的裂缝消除方法,即当视点到节点中心距离较远时看到的细节较少,裂缝消除可通过缩减边的方式实现;而当距离较近时需要观察到的细节较多,通过剖分方式实现可使细节变得更丰富,这样就可以在增强简化效果的同时提高实时渲染的速度.