基于lod的三维地形引擎设计

三维地形引擎技术的难点之一就是大规模室外场景的渲染技术,它的研究与实现,在游戏开发中,拥有非常重要的作用。地形存储问题和三角形数目问题是大规模地形渲染两个最主要的问题。文章所讨论的是一种以四叉树为基础的lod算法来解决大规模地形渲染中的三角形数目问题。所介绍的算法中,四叉树信息摒弃了传统的链式结构,而是被保存在一个二维数组中。在送入API之前,大部分不在视体内的四叉树节点均被切除掉了,同时所采用的算法中四叉树遍历只使用了一次,从而使得渲染速度得到大大提升。     

基于视点的分块LOD大规模地形生成算法研究

针对虚拟战场环境仿真中构建大规模地形的速度问题,介绍了一种基于视点和分块的LOD大规模地形生成算法,能够快速地构建海量数据的地形模型.该算法首先对海量地形数据分块后以四叉树结构存储;然后应用简单的圆锥视景体快速裁剪地形块,丢弃与视景体相离的地形块,对于与视景体相交地形块剪裁出位于视景体内的四叉树结点.根据视点到节点距离和地形本身的粗糙度,选用合适的LOD渲染地形,最后应用基于视点的方法消除裂缝.在数据相同情况下,该算法比四叉树算法减少约1/2时间,并且更逼真地生成了大规模数据地形.本算法也可用于逆向工程设计中重建物体等问题.     

三维GIS大规模地形实时渲染技术的研究

本文针对三维GIS大规模地形的实时渲染问题,研究了基于四叉树的LOD算法的设计.首先,建立了简单高效地节点评价系统和裁剪体系统,然后对网格的渲染过程可能出现的问题,给出了可行的解决方案,以及如何保证四叉树的合法性和筛选合适的节点.最后程序运行结果表明,该算法可以很好地解决三维GIS大规模地形渲染的性能问题,并对本算法的实现存在的不足进行了分析和建议.     

机载激光雷达扫描三维地形的渲染研究

针对三维地形渲染过程中容易受到气流干扰产生裂缝,导致渲染成像结果分辨率较低等问题,提出机载雷达扫描三维地形的渲染方法。通过机载激光雷达获取三维地形的图像数据,利用分形维数对图像进行纹理分割,获取图像的纹理与灰度的分布特征;利用网格逼近地形法构建LOD模型,剔除冗余数据;设置邻近地形的层级差,消除因分辨率等级不同产生的裂缝现象;利用Morphing平滑过渡方法,使顶点跳突现象消失;根据多级小波尺度分解方式对三维地形图像去噪实现三维地形的渲染。结果证明:本方法可有效改善三维地形的渲染效果,提高三维地形渲染成像的分辨率。     

基于金字塔模型的地形网格数据研究

地理空间情报在情报分析与作战指挥中发挥了越来越重要的作用,它包括一体化的影像、地理空间信息,而地形是地理空间信息中的重要因素。为了实时地绘制大规模地形数据,在继承传统算法基础上,借鉴遥感影像金字塔模型,将遥感影像和地理信息统一,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结构,并采用一种新的基于瓦片四叉树的接边处理方法用于消除不同层次之间的裂缝,是对传统结构的优化。实验结果表明该方法在保持地形逼真的前提下,在PC机上运行时有很好的绘制网格帧率和实时动态交互效果。     

基于提升小波的地形数据混合熵编码压缩与实时渲染

高分辨率地形高程和影像数据给交互式3维地形可视化应用带来沉重压力,主要体现在数据存储、调度传输及实时渲染等方面。该文设计一种基于提升小波变换与并行混合熵编码的地形数据高性能压缩方法,并结合图形处理器(Graphics Process Unit, GPU)Ray-casting实现大规模3维地形可视化。首先建立多分辨率地形块的小波变换模型来映射其求精和化简操作;其次,基于提升小波变换分别构建格网数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)和地表纹理的多分辨率四叉树,对量化后的稀疏小波系数引入并行游程编码与并行变长霍夫曼编码相结合的混合熵编码进行压缩;将压缩数据组织成多序列层进码流进行实时解压渲染。在GPU上基于统一计算设备构架(Compute Unified Device Architecture, CUDA)实现该文的提升小波变换与混合熵编码。实验表明,在压缩比、信噪比与编解码的数据吞吐量综合指标方面,该文方法优于其它类似方法。实时渲染的高帧率满足了交互式可视化的要求。     

一种基于视点的大规模三维地形实时渲染算法

针对大规模三维地形的实时渲染问题,提出一种基于顶点法向量的模型简化算法。渲染过程中利用视图体的投影方式快速裁剪数据块,丢弃与视图体相离的数据块,将部分可见和完全可见的数据块全部加载到内存,根据视点到节点的距离和地形的粗糙程度构造了节点分辨率评价函数,最后采用加点的方法消除裂缝。仿真结果表明,该算法能有效减少渲染地形所需的三角形数目和时间,且对地形的逼真度影响较小。     

一种基于GPU的大规模地形绘制算法

利用Geometry Clipmap算法的基本思想,对原算法进行简化与改进。在预处理阶段,对地形数据的存储方式进行简化,并采用Clipmap结构进行组织和管理;在绘制阶段,重点针对不同分辨率层次之间的裂缝问题进行分析和处理,提出了一种引入过渡带的方法有效消除了裂缝。实验表明,该方法有效提高渲染速率,并充分发挥GPU的优势,实现了大规模地形数据的实时可视化。     

一种大规模地形简化的算法

在地形可视化领域,实时绘制复杂地形场景的最有效工具是LOD技术。结合四叉树数据结构与不规则三角网数据结构的优点,提出一种混合数据结构的地形简化算法。算法通过使用不同的误差阈值,实现了视点相关的地形简化。同时通过有效的误差控制原则,解决了不规则三角网分块之间的拼接问题,消除了地形裂缝。实验结果证明了算法能高效地生成地形的连续多分辨率模型,实现地形场景的平滑绘制。     

战场环境三维地形快速生成算法研究

针对庞大战场环境三维地形数据限制地形绘制速度问题展开研究.在确定仿真视野剪裁区域的基础上,提出一种新的实时调度算法;对可见数据区域,通过连续细节层次(Level of Detail, LOD)建立分块四叉树和设计基于距离空间误差方法的自适应节点评估系统,通过三角平面判据剔除背面三角形,实现连续LOD模型的快速动态构建;仿真数据表明,该方法在保证显示效果的前提下,剔除多余三角形,取得较高的帧数,较好地实现了大规模战场三维地形的实时快速漫游.     

基于高度图、多层纹理混合的大规模地形系统

一、引言 在实时渲染系统中,地形系统的研究一直是图形学的热点.虚拟地形漫游系统和主流游戏中基本上有以下几种解决方法:高度图、分形、Voxel等,然后综合采用CLOD、可变分辨率、GeoMipmap、二叉树/四叉树/BSP树等几种不同算法获得更快速更大的地形场景,比如Blueberry3D与MultiGen-Paradigm采用高级分形运算与程序几何体混合的方法,对GIS数据进行处理等.不同于学院派算法的是,游戏开发者的算法通常更加的简洁和快速,大量游戏使用的是基于高度图地形配合LOD算法进行场景处理的,比如游戏<孤岛惊魂>使用1025×1025大小的高度图和4级LOD生成地形.     

基于OSGEARTH的三维数字地球平台设计与实现

目前主流三维数字地球平台在数据支持和数据管理方面存在兼容性缺陷。针对三维数字地球平台建设需求,研究了osgEarth 的实时地形渲染机制及三维数字地球开发过程中数据加载和海浪模拟技术难点。针对数据实时加载问题,提出基于数据库存储的LOD四叉树模型;针对海浪模拟逼真度不够问题,提出基于改良Higgins算法的海浪模拟。重点结合软件构件化的设计思想,进行了面向实际工程应用的三维数字地球平台开发。     

一种基于LOD的大规模地形生成算法

文中在前人的基础上,改进了基于四叉树的LOD模型,通过该模型管理和组织地形数据,建立节点判断准则来决定当前视区的细节程度,最终通过程序编译证明该算法能生成连续的多分辨率地形模型,提高了地形漫游的运行效率和实现不同分辨率地形模型之间的平滑过度.     

一种混合的四叉树分形图像编码

为克服四叉树分形编码中纹理信息丰富的图像块较难找到满足要求相似块的不足,在四叉树分形图像编码的基础上,提出了一种与BTC方法结合的混合分形编码方法。讨论了四叉树分形编码与BTC方法,综合了2种方法的优点,对四叉树分形编码中块尺寸为4×4且找不到满足要求相似块的图像块,采用BTC方法,并用标准图像进行仿真实验,给出了四叉树编码方法与本文方法的实验结果。实验结果表明:此方法能明显改善重构图像的MSE或PSNR指标。     

一种采用Hilbert空间排列码的场景数据调度策略

针对大规模场景实时性浏览中的数据调度问题,提出了一种采用Hilbert空间排列码的大规模场景数据调度策略。该策略利用Hilbert空间排列码良好的空间聚集性能,同时采用了一种高效的Hilbert空间排列码生成方法,能够有效提高大规模场景数据调度时的效率。试验结果表明,与基于四叉树的调度策略相比,构建时间相当,随机读取效率显著提高。     

多波段遥感图像的快速分形编码

分形图像编码用动态迭代过程的参数来表示相应的静态图像数据,可以突破熵压缩编码的理论界限,因而得到广泛的关注.将分形图像编码应用于多波段遥感图像压缩中,根据多波段遥感图像的特点,对基于四叉树分割的快速分形编码方法进行改进,令各个波段图像共享同一四叉树分割方式,同时,利用多波段遥感图像的谱间相关性,缩小仿射变换的搜索匹配空间,以此来提高压缩比和编码速度,实验表明,本方法能显著提高基于四叉树分割的分形编码方法的性能,取得了令人满意的结果.     

基于自适应四叉树分形图像编码的数字水印技术

提出了一种基于自适应四叉树分形编码的数字水印技术。对原始图像进行四叉树分形编码后，通过给定子块在不同的寻找区域中搜索其最佳匹配父块来嵌入水印。实验结果表明，本方法在嵌入水印编码时间、图像质量和鲁棒性方面均比传统的方法有较大的改进。     

基于OSG的军用电子沙盘系统的设计与实现

设计实现基于开源跨平台三维渲染引擎OSG的“军用电子沙盘”系统,对其中场景结构的组织和管理、大地形建模等关键技术进行研究。所开发出的系统具有大规模地形展示、军事单元运动轨迹分析、军事目标多分辨率显示控制等特点,对于战场虚拟仿真系统研发有一定的指导意义。     

基于OSG的军用电子沙盘系统的设计与实现

设计实现基于开源跨平台三维渲染引擎OSG的“军用电子沙盘”系统,对其中场景结构的组织和管理、大地形建模等关键技术进行研究。所开发出的系统具有大规模地形展示、军事单元运动轨迹分析、军事目标多分辨率显示控制等特点,对于战场虚拟仿真系统研发有一定的指导意义。     

改进的四叉树多分辨率的形状编码算法

形状编码是MPEG-4不同于其它标准(如MPEG—1和MPEG-2等)的新特点。本文提出改进的四叉树多分辨率的形状编码的算法,文中详细探讨了对原基于四叉树多分辨率形状编码算法改进部分:帧内边界宏块采用基于相关系数准则的四叉树编码,帧间边界宏块采用有效搜索区域的运动估计和运动补偿的四叉树编码。该算法用相关系数来控制四叉树的复杂度,客观视觉质量下降很少,而改进的四叉树的节点数明显下降,进一步提高形状编码效率。二值形状的帧间编码时,运动估计仅在有效搜索区域进行,减少搜索次数,极大提高搜索效率。处理结果表明与原四叉树的形状编码相比, 性能上更具竞争力。