基于分块的大规模地形实时渲染方法

将地形数据分块技术、层次细节模型（LOD） 技术、改进的ROAM 算法和数据预取技术等相结合,提出了一种超大规模地形数据实时渲染方法.通过分块策略对规则网格进行区域分割,采用空间填充曲线对分块网格进行多分辨率排列,并建立三角形节点顺序与剖分点之间对应关系的快速检索,实现数据快速调度;视见体投影简化分块裁剪算法降低可见性判断的复杂度,提高了计算效率;改进的四队列ROAM实时构网算法,很好地利用了相邻帧的相关性,有效地提高了渲染速度;基于视点预测、部分数据常驻内存的多线程数据预取实现了场景规模基本不相关的连续LOD实时渲染.实验结果表明,该算法高效可行,适合于海量地形场景的快速渲染和交互漫游应用.     

一种基于DX9的大规模地形渲染算法的研究

大规模地形渲染在飞行模拟、基于地形的计算机游戏、地理信息系统(GIS)、虚拟旅游等很多领域有着重要应用.大规模地形的实时渲染算法一般采用视见体裁剪和视点相关的连续细节层次等技术来减少实际需要绘制的地形数据.该文使用微软DirectX 9 API,通过地形分块和正负顶点距离算法实现快速裁剪,并提出一种通过插入顶点序列来实现裂缝消除的算法,然后通过使用四叉树实现连续细节层次地形简化.实验结果表明,该算法能在当前主流微机上达到较高帧速率和较好的绘制效果.     

海量地形三维仿真系统的设计与实现

在CTS和Vegaprime软件的基础上,建立海量地形三维仿真系统。收集中国福建省的ETM数据和数字高程模型数据,预处理后利用CTS软件生成虚拟纹理和地形格网,并进行纹理映射。在VegaPrime下引用地形格网和虚拟纹理形成三维的海量大地形场景,并基于MFC环境下实现海量大地形三维仿真系统。通过采用虚拟纹理技术、层次细节模型、大地形数据的组织、地形纹理的映射技术、大地形碰撞检测技术、大地形调度技术,解决了在大区域尺度下海量地形数据漫游的难点。     

基于不规则三角网的地形图分块纠正技术

针对传统的地形图精纠正技术是建立在整体基础上,无法实现快速的高精度纠正,在传统三角网构建方法的基础上,对地形图采取分块处理,结合地面控制点(GCP),利用三角形最大角度构建不规则三角网(TIN),实现了地形图分块精纠正模型的构建。实例测试显示,基于不规则三角网的地形图分块纠正方法,能提高地形图纠正的精度和速度,纠正精度可控制在1个最小数据单元之内。     

三维地形的真实感实现

三维真实感地形的生成是科学可视化、计算机动画和虚拟现实的技术核心,也是时空一体化地理信息系统的关键技术,而OpenGL又是最新的三维图形的国际标准,实现地形的真实感显示,其目的是使三维地形景观直观、逼真,交互地显示在计算机屏幕上。涉及的主要技术有纹理映射、高度图、光照模型等。文章介绍了真实感地形绘制中的一些关键技术,阐述在OpenGL程序中如何将其实现,并改进原有的纹理映射技术,提出混合纹理算法,根据地形高度值的不同,采用不同的纹理进行映射,简化了真实感地形绘制的工作。绘制结果逼真,在3D游戏、虚拟现实中有一定的应用价值。     

纵向边长等比蜂巢轮胎建模技术研究

对蜂巢轮胎的参数化建模进行相关参数理论运算推导及模型建立分析,将等比数列应用到蜂巢轮胎模型的建立中,使纵向边长符合等比数列关系,并对建模约束数据的设计进行阐述。在三维CAD软件平台上,采用分块参数化模型建立方法完成蜂巢轮胎建模过程,并按照实际工程普通型号轮胎尺寸构建纵向边长等比蜂巢轮胎结构。     

改进的分块ROAM的地形简化生成算法

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问题。而基于层次细节的实时优化自适应网格动态地形渲染凭借其诸多的优点在地理信息系统、虚拟现实系统、数字地球以及三维游戏等各个领域得到了广泛的运用。本文介绍了其中ROAM算法的基本原理及其特点,进一步针对实际应用提出了分块算法的改进,提出了细化边界的概念,增加了地形的真实感,提高了虚拟现实系统及三维游戏中视觉效果。     

基于ComGIS海量影像的存储与快速显示

在地理信息系统中,矢量地图数据更新速度慢、现势性不强.而随着航空航天技术的发展遥感影像的采集更加方便、更新速度快,影像的数据量在不断地增大.如何利用现有的计算机硬件资源对海量影像数据进行高效存储和快速显示?为此,在借助ArcGIS中的组件之一,即ArcSDE(空间数据引擎)的基础上提出了利用数据分块、建立影像金字塔来提高海量影像的显示速度.     

基于Multigen Creator场景模型的建立

为了建立高质量场景模型,介绍了使用Creator软件构建的过程和方法.对场景的地形构造、纹理映射、LOD技术、实例调用等建模技术细节进行了深入探讨.提出了纹理制作、道路建模和DOF节点使用过程中存在的问题与相应的解决方法.最后,为提高场景模型在仿真运行中的实时效率,提出了场景数据的优化显示技术和场景模型简化方法.     

GLScene在地形可视化应用中的研究

结合三维地形的可视化对GLScene的主要对象及类的层次关系做了初步的探讨,介绍如何将GLScene应用到地形可视化系统的开发中,并据此实现了基于GLScene的实时三维地形可视化系统.该系统实现了三维静态显示、三维动态漫游等功能,并具有对计算机硬件要求较低、建模速度较快的优点.     

DTM数据的三维可视化及其实现

针对数字地形模型（Digital Terrain Model,DTM）数据三维可视化问题.提出了采用Delaunay三角化法得到地形采样点,并用已知数据对三角曲面进行插值加密,生成规则格网（GRID）数据结构的方法,实现三维地形高度真实感的可视化效果.再利用面向对象的设计与编程方法、VC＋＋6.0开发语言以及OpenGL图形库完成了基于三维地形模型的显示,并对三维地形显示中的关键技术即模型的实时动态显示技术、三维地形交互技术进行了实现.     

比特约束下网格与纹理的最优简化算法

在大地形场的显示中，由于受到硬件的限制，大数据量必须被压缩才能实时处理。研究了在比特约束下，如何同时简化地形网格和纹理的问题。为了构造不同分辨率的地形网格模型和纹理集合，采用了基于四叉树的网格简化算法和基于小波的纹理压缩算法。为搜索最优的网格和纹理组合，应用了基于边缘的启发式搜索算法。实验结果表明，该算法能在较低的计算复杂度下，搜索出最优的网格与纹理的简化解。     

基于局部渲染的高精度模型自适应展示技术

为了提高在普通计算机上渲染复杂三维模型时的模型解析效率,同时提升渲染速度,提出基于局部渲染的硬件自适应展示方案.三维模型被分块后存储到关系型数据库中,在距离模型较近的情况下渲染时,根据实际的视角使用视点依赖的分块匹配算法从数据库中匹配出适量的分块模型数目进行局部渲染,并且随着视角的变换加载不同的分块;当视角距离较远时,预先已经保存好采用模型简化技术简化后的模型整体,直接对模型整体进行渲染展示.实验结果表明,此方法能够在普通的计算机上流畅地展示带有高清纹理贴图的三维模型,有效降低渲染复杂模型时对硬件条件的依赖.     

基于Creator的战场地形仿真研究

如何解决地形模型精细度、逼真度与仿真速度之间的矛盾是军事仿真的难点问题。本文研究了三维地形生成的关键技术,并详细阐述了利用MultiGen Creator建模工具,采用DEM数据和卫星遥感影像数据构建和优化大面积战场地形的原理和方法,最后结合实例生成战场地形。仿真结果表明,该方法生成的模型达到了精细度高、真实感强、实时性好等仿真要求。     

基于四叉树的三维地形绘制算法

针对当前三维地形虚拟现实研究中存在的难点,参考比较国内外专家提出的多种模型算法,对其中应用最广泛的层次细节模型（LOD）改进。以四叉树结构为基础组织地形数据,采用视点参数和地形本身粗糙程度两种因素相结合构造节点评价算法,并给出算法实现及其网络扩展方案。实验结果证明,该算法在基本保持视觉效果不变的情况下,极大地提高了虚拟地形场景的绘制速度。     

数据库中三维模型的内存显示方式

在三维模型的应用中,将模型文件存储在数据库中是一种很好的管理方式。一般显示模型的做法是把数据库中的模型存储在临时文件中,再从这个文件中读取数据。文章提出了一种避免临时文件的显示方式,即将数据库中的模型暂存在内存中的一块区域,然后从内存中读取数据的显示方式。在这种方式下,内存中的数据以字节为单位赋值给用于显示的数据结构。由于STL（STereo Li-thography）格式的三维模型文件有两种形式,所以内存显示方式也有两种形式,经过比较发现它们在读取时间上有比较明显的差异。     

基于GOCAD的三维地形模型的构建方法

介绍了GOCAD软件的特点及利用GOCAD建立工程三维地形模型的方法.提出以GOCAD中的2D-GRID功能代替Curve功能建立三维地形实体的方法.以中钢集团赤峰市金鑫铜钼矿排土场为例,利用GOCAD建立了该场地的三维地形模型.实例分析表明,所建立的三维地质模型能良好地反映实际工程情况.     

基于分形的三维真实感地形生成

本文在分形理论的基础上，结合中点位移算法，提出了一种生成地形的有效算法——BinSplit二叉分割算法，既做到了对地形总体地形轮廓的控制，又充分的利用分形特性表现了地形表面的丰富细节，同时实现了随机生成地形和用户输入数据生成地形的结合。最后给出了算法的软件设计实例，实现了真实感绘制。软件实现及实验结果表明，算法生成速度快，只需存储地形参数，即大大减少了数据输入，又降低了系统资源的占用。