基于曲线拟合函数和GPU的地形无缝渲染

针对大规模地形实时渲染时不同层次细节过渡产生的画面不连续性问题,以及计算机实时调度大量数据而造成帧速较低的问题,提出了一种基于曲线拟合函数和GPU加速的地形实时绘制方法。根据采样数据点采用最小二乘法构造曲线拟合函数,通过曲线函数控制不同层次网格顶点的布局,从而消除因层次细节变化产生的裂缝。同时根据分辨率不同构建金字塔模型,针对不同层次细节区域数据进行有损或无损压缩,依据视点运动预测实时解压相应数据。实验表明,该方法在地形实时渲染阶段,在保证了较高帧速率的同时,利用视点运动预测保证了帧速率变化小,有效的消除了裂缝,增强了画面效果。     

基于硬件细分的层次细节地形渲染算法

针对顶点着色器细分地形网格需要额外生成模板、计算细分层次复杂的不足,提出了一种利用细分着色器进行地形网格细分的层次细节(LOD)地形渲染算法。利用分块四叉树组织建立地形粗糙网格的分层结构,以LOD判别函数对活动地形块进行筛选;提出了在细分控制着色器中基于视点三维连续距离的细分因子计算方法,并针对外部细分因子进行处理消除了裂缝;实现在细分计算着色器上的置换贴图,对精细网格的高度分量进行位移。而且将四叉树结构存储至顶点缓冲区,减少中央处理器(CPU)与图形处理器(GPU)的资源交换;引入细分队列加速细分过程。实验证明,该算法具有平滑的细节层次过渡和良好的细分效果,能够有效提高GPU利用率和地形渲染效率。     

GPU构网的GeoMipMap地形无缝绘制算法

针对传统CPU实时构网算法和预处理阶段构网算法速度较慢问题,提出一种GPU构网的GeoMipMap地形渲染算法.算法的构网阶段由GPU实现,将CPU从繁重的构网工作中解放出来,并大幅度减少CPU向GPU传输的数据量,提高地形的渲染速度.整个地形分成大小相等的若干地形块,每个地形块又分为内部及四条边共五部分,对这五部分按分辨率不同分成多个细节层次,为每个细节层次计算空间误差,渲染时各部分根据屏幕投影误差选择细节层次,所构网格更加符合地形表面特征.考虑到GPU构网算法的高度并行性,采用一种新的裂缝处理方式,四条边的屏幕投影误差以边上顶点的空间误差计算,使得相邻块对于共享边的细节层次的计算结果相同,从而保证相邻块间无裂缝,且网格连续.实验结果表明该方法能够以较高的质量完成大规模地形的实时平滑漫游.     

基于限制四叉树的大规模地形可视化及其实现

论述了一种基于限制四叉树的大规模地形实时动态构网算法,实现了在模型误差控制下视点相关的多分辨网格的实时正确构网。实验证明,该方法对于实时控制大规模地形模型的细节层次,增强大规模地形模型的绘制效率是非常有效的。     

一种双层次细节地表模型的实时绘制算法

提出了一种双层次细节地表模型的快速绘制算法。建立了双层次细节地表模型,在模型的低层次细节中,采用了视无关的ROAM网格粗略地表示整个地形地貌;在高层次细节中,借助以视点为中心的均匀网格描述地形高度起伏的细节。通过调节高层细节与整个地形投影面积的比例,控制高层次细节覆盖范围,把两层模型的过渡区域推向离视点较远的位置。过渡区域采用了基于图像空间的逐像素纹理混合与偏移方法生成该区域的颜色,保证双层次细节的平滑过渡。实验证明,该方法在保持逼真视觉效果的同时,能够较大规模地提高三维地形绘制速度。     

基于综合LOD因子的自适应GPU地形渲染

根据四叉树的地形分块数据组织形式,提出一种面向图形处理器(GPU)的自适应地形渲染算法。将综合细节层次因子作为地形块节点评价函数,对静态地形块误差、动态视点依赖误差和视点移动速度进行量化,在顶点着色器上实现高程值的平滑过渡,消除突跃现象,并通过添加“裙”遮盖裂缝。实验结果表明,该算法的地形自适应性较好,具有较高的帧率和GPU利用率。     

基于简化光线投射GPU大规模地形实时可视化

地形数据处理、三角形细分等级测度和T型连接消除是基于GPU大规模地形可视化的关键问题。利用GPU简化光线投射的固定网格投射方法生成地形粗糙网格;根据地形特征和视点因素确定三角形细分等级,并匹配与存储在GPU缓存中的三角形模板,实现地形网格的自适应细分;通过改变相邻三角形细分等级的方法消除T型连接,实现基于简化光线投射GPU大规模地形的无缝绘制。实验表明该方法可以取得较高的帧速率和较好的绘制效果,实现大规模地形的实时可视化。     

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.     

基于限制四叉树的网格递进算法

提出基于限制四叉树的不同分辨率网络模型之间的网格递进方法,实现了在模型误差控制下视点相关的多分辨网格的实时正确构网.实验证明,该方法对于实时控制大规模地形模型的细节层次,增强大规模地形模型的绘制效率是非常有效的.     

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。     

A novel terrain rendering algorithm based on quasi Delaunay triangulation

Terrain rendering has long been an interesting research topic, and Delaunay triangulation has been one of the methods frequently employed. The problem of smooth morphing between successive Delaunay meshes in a dynamic setting does not have a satisfactory solution however. In this paper, we address this issue by temporarily relieving the mesh from the strict constraints of Delaunay triangulation (DT). The proposed algorithm uses an off-line process to compute a relative importance for each sampling point in a Digital Elevation Model (DEM). It then constructs a mesh model in real-time from a set of points selected according to their viewpoint distances and relative importances. The mesh model is initialized to be a genuine DT. As the viewpoint moves, some points are added, and some are removed. We use simple methods for point insertion and removal that allow smooth morphing between successive frames. While the simple methods do not ensure Delaunay properties, we eliminate the slivery triangles gradually by collecting and flipping illegal edges incident to them. Point insertions, removals, edge flips, and their animations are organized by queueing and carried out over time. In this way, we amortize the burst computations to successive frames, so that a balanced workload and a high frame rate are achieved. The proposed algorithm produces a concise and well-composed mesh adaptive to both viewpoint and the terrain’s local geometry, and, most importantly, it supports smooth morphing.     

一种基于视点的LOD生成方法

总结LOD自动生成的一般算法，结合渐进网格模型与实际视觉效果中视点位置和角度对场景细节程度的影响，以与视点相关的因子作为简化标准，根据视点的参数对二叉顶点树的节点进行合并或展开调整模型个部分的细节层次。简化过程采用渐进网格结构，建立了多层次LOD数据模型，有效的简化了地形模型的绘制，提高了生成效率，使得生成的三维地形有较高的可视性和真实感。     

自适应多特征融合的真实感地形快速绘制

针对真实地形可视化中数字高程模型(DEM)数据结构复杂且绘制速度不佳的问题,提出一种基于自适应多特征融合的真实感地形快速绘制方法.引入地形高程熵,对真实的DEM高程数据进行特征提取以生成地形总体框架;利用随机中点位移分形算法并根据地形特征优化分形参数来增加地形高频细节;计算视点与地形之间的距离阈值,并对应于层次细节(LOD)等级,以实现地形自适应的调度,再根据不确定性判定因子对地形特征进行更新.最后对本文算法进行并行处理,充分利用图形处理单元(GPU)技术对地形进行加速绘制.实验结果表明,该方法生成的地形具有较高逼真度和较好实时性.     

基于分形维数的地表模型多分辨率动态绘制

以基于分形维数的树状结构组织三维地表网格模型,实现了与视点相关的连续多分辨率地表模型简化及实时绘制.算法分为预处理和实时绘制两个阶段.在预处理阶段,通过分形维数评价地表的复杂度,建立自适应的树状结构,计算出所有顶点的误差值.在绘制阶段,则根据视距、视角等因素动态地确定需保留的顶点集,并采用受限四叉树方法实时三角化得到所需分辨率下的三角网格近似模型.该算法具有两个优点:一个是地表模型的分层区域划分考虑了地形本身的复杂度;另一个是建立了视点相关各参数与所采用的分辨率表示的直接关系.实验表明,此算法简单、有效,支持对地表模型的交互式实时动态绘制.     

三维地形可视化技术研究

为了获得较好的三维可视化效果,在对地形数据组织和实时绘制技术进行研究和实验的基础上,实现了基于四叉树结构的地形模型的连续多分辨率渲染;在考虑视点和地形粗糙度的基础上,设计了一种合理的节点评价系统;提出了一种快速自适应的三角网剖分方法,有效消除了不同分辨率节点间的裂缝。实验结果表明,在保证地形真实感的前提下,该技术实现三维地形显示可以获得较好的图形质量和显示速度。     

大规模多分辨率地形模型简化生成方法

针对地形的四叉树简化技术,提出一个简单的裂缝消除算法．该算法不使用递归同样可以使四叉树满足约束条件,简化结果不存在T型连接．利用该算法实现了地形数据的实时显示,并提出了今后的改进思路．     

基于视点的LOD绘制

基于迭代收缩算法（即PM算法）设计了一种新的多分辨率数据结构,给出了基于视点的模型多分辨率实时绘制方法,使得模型的分辨率可以随着视点位置的变化而变化,满足了观察者观察局部细节的要求。     

基于LOD的大规模输电线路场景实时渲染算法优化

针对输电线路走廊大规模地形环境仿真渲染效率较低的问题,通过模拟人眼视角的特点,提出一种基于多控制因子的LOD算法。该算法在综合考虑距离、地形因素对地形网格进行简化的基础上,结合仿真场景大部分工作在漫游模式下的特点,将视点移动速度作为一个重要的控制因子放入评价函数中,优化后的算法在视角漫游状态下,可通过评价函数计算模型简化程度。对比实验表明本文算法比ROAM算法、限制四叉树算法具有更快的渲染速度。