一种适用于网络环境的三维网格压缩算法

为了使位流可以适应网络带宽的异构、时变以及各个网络终端的不同图形处理能力,提出了一种基于小波变换的三维网格分块渐进传输的压缩算法。利用细分曲面的模型表示方法,按照控制网格将几何体分块,采用嵌入式位平面编码方法对小波变换后每个小波子带的系数进行独立编码,生成多条独立的渐进压缩码流。该算法支持动态的质量可扩展性和分辨率可扩展性,能够从压缩结果中直接获得视点相关的模型表示。实验结果表明,该算法有利于提高多分辨率表示和传输效率,降低网络带宽需求。     

一种适用于网络环境的三维网格压缩算法

为了使位流可以适应网络带宽的异构、时变以及各个网络终端的不同图形处理能力，提出了一种基于小波变换的三维网格分块渐进传输的压缩算法。利用细分曲面的模型表示方法，按照控制网格将几何体分块，采用嵌入式位平面编码方法对小波变换后每个小波子带的系数进行独立编码，生成多条独立的渐进压缩码流。该算法支持动态的质量可扩展性和分辨率可扩展性，能够从压缩结果中直接获得视点相关的模型表示。实验结果表明，该算法有利于提高多分辨率表示和传输效率，降低网络带宽需求。     

矢量数据渐进传输系统的研究与实现

渐进传输是提高空间数据网络传输效率的有效途径。在分析矢量数据网络渐进传输系统原理与关键技术基础上,基于C/S架构模式构建了矢量数据渐进传输系统。该系统在传输前预先对矢量数据进行多尺度组织并建立索引,在接收到客户端数据请求后,能快速生成保持拓扑一致性的多尺度矢量数据,然后渐进传输。最后通过实验验证了该系统的有效性。     

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。     

基于分块和包围球误差函数的地形绘制方法

针对大规模地形数据庞大、绘制速度慢的问题,提出一种基于数据分块和包围球误差函数的地形绘制方法。该方法对数据进行分块组织,按行列顺序对数据块编号,实现对地形数据的部分读取。依据视点可见性判断,实时调入可见数据块,设计一种基于包围球的误差函数,通过三角形二叉树构建层次细节模型,实现大规模地形实时绘制。实验结果表明该方法可以取得较高的帧速率和较好的绘制效果。     

一种基于重复数据删除的网络文件备份系统设计与实现

针对广域网中网络备份系统存在备份速度低、网络带宽需求高和数据冗余等问题,提出并实现一种具有重复数据删除功能的网络文件备份系统。通过在客户端实现重复数据删除技术,对文件进行分块和在备份过程中去除重复数据块,减少客户端与服务期间需要传输的数据量,使得文件备份的速度获得较大提高,也较大地降低网络带宽要求,显著提高了网络备份系统的性能。此外,备份过程中客户端去除了重复的数据块使得服务器中存储的数据块都是唯一的,极大地降低了系统所需要的存储空间,同时,服务器端的数据块引用管理的设计很好地解决了空闲数据块耗费存储空间的问题。     

移动设备上基于三维模型的线条画绘制

提出一种综合考虑移动设备客户端绘制能力和传输速度的混合型远程绘制方法.该方法采用渐进网格得到不同分辨率的细节层次模型,并利用渐进传输机制逐步传输数据,以缓解单次网络负载.服务器端可以根据网络质量状况、移动客户端的处理能力和用户交互请求来选择适宜的三维细节层次模型,提取特征轮廓线并将生成的线条集合传输给客户端进行本地风格化绘制.将该方法应用于考古数字博物馆展示中取得了良好的效果.     

一种基于GeoMipMaps的大规模地形实时可视化方法

针对海量地形数据无法一次性载入内存进行实时渲染的问题,本文提出一种高效的大规模地形场景实时可视化方法。该方法对GeoMipMaps算法进行了改进,利用地形数据分块技术和多线程技术来实现数据的动态调度。同时,利用LOD技术和视域剔除技术减少需要绘制的三角形数量;运用VBO技术将经常使用且不频繁变动的数据保存在显存中,避免大量数据在渲染时频繁地从内存传输到显存,从而达到实时渲染的效果。实验结果表明,该方法能有效地提高地形漫游的效率和可视化结果,实时地生成大规模地形。     

基于纹理数组的大规模地形绘制算法

将Shader Model 4.0引入的纹理数组技术同顶点纹理拾取技术、瓦片块四叉树算法和地形分块技术等相结合,提出了一种基于GPU的大规模地形绘制方法。将整个大规模地形数据分割成地形块,按照金字塔模型保存在CPU内存里,将地形中潜在的可见部分以纹理数组形式驻留在GPU Cache里;在CPU上发送瓦片块四叉树平面网格,利用存储在GPU Cache里的高程值生成相应的地形;GPU Cache随着视点运动而连续更新。实验证明该方法充分利用了现代GPU的特性,适合于大规模地形的漫游。     

大规模地形的LOD生成算法研究

为了实时地绘制大规模地形数据,提出了一种改进的实时连续LOD生成算法.该算法采用分块分层的思想,首先将大规模高程数据进行分块,然后对块中数据按照分辨率的大小分层存储.根据视点位置和网格空间对象误差的关系建立基于四叉树的LOD模型,从而提高了大规模地形的绘制效率.使用该方法描述了太湖流域的地形,取得了良好的绘制效果.     

Navigating large terrains using commodity mobile devices

We describe a hybrid client-server technique for remote adaptive streaming and rendering of large terrains in resource-limited mobile devices. The technique has been designed to achieve an interactive rendering performance on a mobile device connected to a low-bandwidth wireless network. The rendering workload is split between the client and the server. The terrain area close to the viewer is rendered in real-time by the client. The terrain located far from the viewer is portrayed as view-dependent impostors, rendered by the server on demand. A prototype has been built and an exhaustive set of experiments covering several platforms, wireless networks and a wide range of viewer velocities has been conducted. Results show that the approach is feasible, effective and robust.     

结合视点变换的三维地形无缝绘制算法

针对传统地形裂缝消除技术普遍存在构网速度慢,层次约束强等问题,提出了一种结合视点变换的地形无缝绘制算法。该方法首先根据精度生成LOD粗模型,然后利用纹理映射技术生成精细网格,并根据视点动态调整顶点位置以消除因层次细节过渡产生的T型裂缝。此外,通过CPU-GPU协同工作的方式,将批量构网及渲染的工作从CPU移植到GPU中,提升了整个系统的处理速度。实验结果表明,该方法可以有效消除地形裂缝,保证网格平滑过渡。     

屏幕空间自适应的地形Tessellation绘制

为了在大规模真实感地形渲染中利用GPU硬件加速的Tessellation技术,在对地形Tessellation原理分析的基础上,提出一种屏幕空间自适应的地形Tessellation绘制算法,实现了在GPU内部对地形模型的三角形自适应细分。该算法采用Tile和Patch的形式对地形数据进行分层组织,在CPU和GPU上分别以Tile和Patch为基础实现地形LOD(level of detail)的自适应简化;提出在Hull Shader上基于Patch边界的细分系数计算模型,确保了Patch细分时的无缝连接;给出了Domain Shader上置换贴图的处理过程,以实现细分顶点的高程纹理映射;并且采用了两级视锥体裁剪机制,减少了渲染数据的冗余量。实验结果表明,该算法具有较好的屏幕空间自适应性和渲染性能,能够在输入粗糙网格的基础上,渲染输出高分辨率几何细节特征的地形模型。     

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。     

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.     

基于裙边填充的几何多重映射算法

几何多重映射算法能提高地形的绘制效率,以此为基础,采用一些关键技术,例如：对任意大小的地形进行分块,合理计算投影误差,用裙边填补裂缝,剔除不可见地形小块,顶点数组的三角形带等,设计了一种高效率的地形实时绘制算法。基于此算法,结合大幅纹理图的分割映射技术,建立纹理小块和对应地形小块的管理框架,并初步完成了黄果树地区的地形绘制。     

基于小波变换的地形绘制关键技术研究*

摘要：针对DEM数据的特点,研究适合地形绘制的小波基函数的选择;针对地形绘制中不同分辨率地形平滑过渡的视觉要求,研究基于视点距离和地形复杂度的小波系数阈值筛选和小波渐近重构方法。分析了由于分块小波变换而带来的几种边界问题,并提出了相应的解决方法。最后提出了基于硬件加速的小波变换算法,以提高实时绘制的效率。     

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。     

一种大规模地形可视化的平滑调度算法

提出一种适于大规模地形绘制的光滑调度算法.采用四叉树分块结构和Z 型填充曲线组织地形数据,利用地形数据的局部连续性提高调度效率;设计一种内存空间分配算法调度地形数据,实现对恒定帧速率绘制算法的支持;通过可控调度区实现调度优先级计算,在内存空间需求和调度时间需求之间取得平衡;采取预估调度的策略实现平滑调度并有效减少绘制中的缺块现象.算法实现了地形场景漫游中的数据平滑调度,有效地避免了因内外存大数据量交换而引起的显示延迟和跳跃现象.实验结果表明,利用平滑调度算法,数据调度的准确性和稳定性有了较大提高,在地形漫     

一种基于块和视点相关的大范围地形简化方法与实现

文章简要总结了LOD进行地形简化的一般方法,介绍了一种通过稀疏采样技术实现LOD自动生成的算法。结合DEM均匀网格模型,以“块”作为地表模型大面积简化的空间单位,同时考虑了视点视向相关因素的影响,建立了多LOD数据结构保存各层模型,大大降低了大范围地景的复杂度和计算量,有效地简化了地表模型的绘制,提高了地景生成效率。该方法通过VisualC++6.0和OpenGL编程实现了一个三维的复杂地景生成系统,进一步验证了算法的有效性。