海量模型实时交互可视化技术综述

综述了海量模型实时交互可视化的最新研究进展,详细讨论了其中涉及的主要支撑技术,并对目前国内外典型的交互绘制系统进行比较和分析;最后,对今后的发展方向进行了展望。     

一个基于中心差分技术的实时高度场可视化方法

本文提出了一种基于中心差分技术进行高度场镶嵌的系统方法,结合视点相关技术实现了多分辨率模型的生成,以适应实时应用的需要。此外,结合数据的预处理使本文的方法也能适用于真实采样数据的图形生成。本文的方法可用来实现对数据高度场进行实时图形显示的目的。与同类方法相比,本方法灵活性高,能够适于多种应用,其视觉质量好并且执行效率高。     

海量地形数据实时可视化算法

针对海量地形数据实时可视化问题,提出了一种瓦片金字塔模型和线性四叉树索引相结合的地形数据管理模式．利用视景体裁剪和基于分辨率测试的目标瓦片快速搜索算法实现了地形数据的实时装载,采用基于动态二叉树构网的方法实现了地形数据的实时绘制．实验表明,文中方法能够实现基于当前PC机的真实感海量地形数据实时显示与交互操作．     

三维地形可视化及其实时显示方法概述

由于三维地形可视化及其实时显示有着广阔的应用背景,近年越发受到人们的关注。本文给出了三维地形可视化的概念,描述了数字地面模型的概念和表示方法,重点介绍了可视化及其实时显示中数据简化方面的典型方法：层次细节方法,多分辨模型方法。并进一步对三维地形的真实性研究作了阐述。最后对这一领域的前景进行了展望。     

三维地形可视化及其实时显示方法概论

由于三维地形可视化及其实时显示有着广阔的应用前景,近来越发受到人们的关注。文章给出了三维地形可视化的概念,描述了数字地面模型的概念和表示方法,重点介绍了可视化及其实时显示中数据简化方面的典型方法,层次细节方法,多分辨率模型方法,并进一步对三维地形的真实性研究了作了简述,最后对这一领域的前景进行了展望。     

洪水实时动态可视化调度三维模型的研究与应用

为了满足大规模洪水演进过程的三维仿真需求,提出洪水实时动态可视化调度三维模型的研究,分析洪水风险评估,描述图形数据与属性信息空间实体。利用四叉树算法,分析面向灾害过程的虚拟场景,根据实时动态三维可视化流程,将参数信息传递到服务器端,借助动态调用和异步调用Web服务实现互操作。计算水流在方向上的动量方程,构建洪水实时动态可视化调度三维数学模型。实验结果表明,该模型洪水演进清晰度较高,为防洪方案实施提供技术支持。     

三维地形可视化技术的研究

由于三维地形可视化有广阔的应用前景,近来越来越受到人们的关注。该文介绍了地形可视化涉及到的数字地形模型、三维地形的显示、地形的多分辨率模型等领域的一些概念和研究成果,重点介绍了层次细节技术在：维地形可视化中的应用。最后使用一个简单高效的节点评价函数,编程实现了基于四叉树的动态多分辨率三维地形。试验结果表明,LOD方法可以很好地满足三维地形可视化和虚拟现实应用中地形实时简化和显示的要求。     

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OpenGL的仿真可视化技术研究

可视化仿真技术是计算机可视化技术和系统仿真技术相结合形成的一种新型的仿真技术,其最重要的应用之一就是进行虚拟战场环境构建,供军事演习与训练,这样不仅节省了开支,而且资源还可重复利用。文章介绍了可视化仿真在各领域的重要性,详细阐述了可视化仿真的主要内容(原始数据、环境背景、仿真过程、仿真输出以及视点漫游),简单介绍了各方面的具体实现;并且结合某导弹联网训练模拟器,针对可视化仿真中最重要也是最困难的内容——环境背景,详细阐述了采用OpenGL和层次细节(LOD)技术的战场环境渲染流程及方法,最后给出了场景的渲染结果。     

显示导向型的大规模地理矢量实时可视化技术

对大规模地理矢量要素进行实时可视化是当今地理信息科学领域面临的一个严峻挑战。在现有地理矢量要素可视化方法中,随着数据规模的增长,计算规模也急剧扩大,这导致尽管使用了高性能计算技术,仍很难应对大规模地理矢量要素的实时可视化。基于此,文中提出了一种基于显示导向型计算的地理矢量要素可视化技术。该技术从显示角度出发,将每个用于屏幕显示的像素点作为独立的计算单元,根据用户浏览地理矢量要素时屏幕显示的区域及分辨率确定待计算的像素点范围,通过直接计算每个像素点的值来生成最终的显示结果。该技术使得可视化的计算规模仅依赖于屏幕显示的像素数量,具有对数据规模不敏感的优点,可用于支持大规模地理矢量要素的实时可视化。实验结果表明,显示导向型地理矢量可视化技术可用于支持亿级矢量数据的实时可视化绘制。     

一种适合VRML应用的三角网格简化算法

交互虚拟环境中，VRML作为三维场景描述语言得到广泛应用，场景中的物体常常用三角形网格模型来描述，本文提出了一种适合VRML应用的网格简化算法，该算法不仅可以快速减少模型中的画片数目而且能保持模型良好的视觉效果，算法中给出了一种有效的误差控制方法，能在用户指定的误差范围内通过使原始网格中的边折叠达到大量简化的目的，该算法实现简单且速度快，另外能够有效地支持细节层次模型的表示，最后给出实例证明了该算法的有效性。     

拓扑结构可变的动态多细节层次模型

研究多细节层次技术在虚拟环境中的广泛应用.提出了一种新的动态多细节层次结构,这个结构不仅可以适用于多种不同的拓扑结构保持的网格简化方法,还适用于拓扑可变的网格简化方法,可应用于任意网格模型.在此基础上还设计了一种基于拓扑结构可变的网格简化算法;顶点合并.通过顶点合并和顶点分裂两个对偶操作,实现不同细节层次模型之间的平滑转换,并能够自适应地改变模型的拓扑结构.     

一种基于边折叠的LOD自动生成算法

多细节层次（LOD）是实时图形生成的一项重要技术。介绍了几种典型的多细节层次模型的自动生成算法，在此基础上提出了一种基于边折叠的多边形网格模型简化算法。实验表明，这种网格模型简化算法能在损失很少的屏幕像素误差的前提下提高图形绘制速度，是一种简单且有效的LOD自动生成算法。     

超量外存地表模型的实时绘制技术

提出一种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内网格点进行多分辨率排列,并基于分块多分辨率对地形网格实时调度和页面预取．文中算法利用块模型进行分块视域剔除和分块LOD场景渲染．在多线程分块多分辨率调度和渲染策略下,大大减少了模型的I／O负载,可以在有限环境下满足实时场景绘制要求．     

混合使用细节层次与基于图像渲染技术的大面积森林实时渲染算法研究*

描述了一个新的结合细节层次算法和基于图像渲染的森林渲染系统,平衡了基于图像的渲染方法在渲染质量上的不足与几何渲染方法在效率上的缺陷。提出了一种新的基于四叉树纹理拼图的替代物渲染加速算法,有效地提升了替代物创建与渲染速度。最后,在一个实际的室外场景漫游程序中的运行结果表明了该系统可以用较小的渲染代价获得很高的渲染质量。     

基于形状特征与变形保持的动态模型简化

提出了一种基于形状特征与变形区域保持的动态表面多分辨率模型生成方法.该方法使用了基于形状特征的二次误差度量来计算边折叠代价,可以较好的保持模型表面特征.在计算整个变形动画中累加的边折叠代价时,加入相邻帧之间的变形程度信息,以保持变形程度较大区域的细节特征.最后基于整体的边折叠顺序,对每一帧模型进行细微的调整,以得到视觉失真最小的简化网格.文中方法的效率较高,易于实现,并且可以在变形网格的任意帧上生成高质量的、保持良好细节特征的简化模型.     

基于检测球控制的网格模型简化算法研究

在逆向工程、计算机图形学等应用领域中,经常采用多边形网格模型(多为三角形网格)来描述几何形体,但网格中三角片数目往往非常庞大.为了保证对模型的后续操作能有效地进行,有必要在满足一定精度的条件下对其进行简化.提出了一种基于检测球控制简化精度的网格模型简化算法.该算法运行速度快,简化效果好.     

一种全特征递进网格模型生成算法

递进网格模型可用于实现层次细节模型、网格模型的递进传输等。文中提出并实现了一种支持全特征的递进网格模型生成算法。该算法可生成带有颜色、纹理等附属信息的递进网格模型,且所占空间小,运行速度较快。     

A new mesh simplification algorithm based on triangle collapses

In this paper a new mesh simplification algorithm based on triangle collapses is presented.The algorithm can provide efficient error management and simplify the original mesh greatly.Progressive meshes may be constructed with triangle collapsing operation.To make continuous transition between level of detail (LOD) models possible,a method for interpolating is also presented.Examples illustrate the efficiency of the algorithm.     

Hybrid Geometric — Image Based Rendering

We present a Hybrid Geometric‐Image Based Rendering (HGIBR) system for displaying very complex geometrical models at interactive frame rates. Our approach replaces distant geometry with a combination of image‐based representations and geometry, while rendering nearby objects from geometry. Reference images are computed on demand, which means that no pre‐processing, or additional storage are necessary. We present results for a massive model of a whole offshore gas platform, to demonstrate that interactive frame rates can be maintained using the HGIBR approach. Our implementation runs on a pair of PCs, using commodity graphics hardware for fast 3D warping.