基于四叉树分割的地形LOD技术综述

层次细节(Levels of Detail,LOD)技术是在大规模地形模型简化方面使用得最多的技术,它极大地提高了地形场景的漫游速度。在众多LOD模型中,应用最为广泛的是基于四叉树(Quadtree)分割的LOD算法。国内外学者对LOD模型做了大量的研究工作,文中对基于四叉树分割的LOD算法进行了系统的梳理与总结,对涉及到的核心算法进行了归类并详细分析了各自的优缺点,深入且全面地介绍了其研究现状。     

基于四叉树分割的连续LOD漫游地形绘制

针对大规模地形数据访问量大、场景渲染消耗内存大、实时渲染效率低的问题,提出了一种基于四叉树分割的连续LOD(层次细节)地形绘制方案,实现了多分辨率地形的快速绘制.视见体裁剪算法判断次数少,并结合四叉树分割过程,快速地对地形数据进行裁剪.采用与视点和地形粗糙度相关的分割评价系统,在预处理阶段对地形粗糙度误差进行计算,提升了地形实时绘制的速度:同时对分割标志位按位存储,使得内存占有率大幅减少.通过分割低分辨率节点边的方式,消除了节点间裂缝.算法运行效果良好,在普通PC机上即可达到较高的帧频率和较好的漫游效果.     

基于改进的约束四叉树LOD全球地形实时绘制

由于大规模三维地形可视化的数据量大、组织结构复杂等特点,对大规模地形数据的分块、调度和组织已成为研究重点。传统的INY．树结构存在节点重复储存、大地形绘制效率不高、T形裂缝等问题,论文提出了一种改进的约束四叉树多细节层次绘制算法,减少了储存冗余。在全球地形实时绘制的时候,采用了改进的细节层次细分评价函数和简单的“裙边”裂缝处理方法,并且使用了四种绘制优化策略。通过实验结果可以看出,计算机储存减少,计算量降低,大地形的实时绘制效果、效率很好。对虚拟城市、数字地球的构建和应用有参考价值。     

基于动态LOD 四叉树算法的虚拟地形可视化

在前人的基础上,改进了基于四叉树的LOD模型,通过建立节点判断准则来决定当前视区的细节程度.同时也提出了一种新的裂缝消除方法,即当视点到节点中心距离较远时看到的细节较少,裂缝消除可通过缩减边的方式实现;而当距离较近时需要观察到的细节较多,通过剖分方式实现可使细节变得更丰富,这样就可以在增强简化效果的同时提高实时渲染的速度.     

基于自适应四叉树的地形LOD算法

大数据动态地形三维可视化需要使用分层细节技术(LOD)简化模型,提高三维可视化效率,而四叉树可以优化复杂数据的数据结构.首先讨论了基于自适应四叉树实现LOD的一般方法,详细探讨了模型连接的三角扇绘制法;然后针对四叉树结构多分辨率表示的特点,提出了一种基于自适应四叉树节点属性修改,实现LOD模型的连续无缝连接的方法;最后使用提出的方法,实现了一幅1∶ 50000地形图范围的三维可视化,有效提高了动态显示效果.     

大规模地形漫游中动态LOD算法研究

大规模的地形渲染技术一直是图形学里的热点问题之一.它在GIS、飞行模拟器、视频游戏里有重要的作用.大规模地形渲染的两个主要问题是地形数据存储问题和三角形数目问题.针对3D视频游戏,文中采用数据分块、局部数据显示以及与视点相关的裁减策略来控制数据显示量,使用了一种基于四叉树的LOD算法来解决大规模地形渲染中的三角形数目问题.实验结果表明综合使用上诉方法,有效地减少了显示数据计算量,能满足3D游戏场景的交互式漫游的实时性要求.     

面向GPU的批LOD地形实时绘制

为提高大规模地形实时渲染时的绘制效率,提出一种使用地形分块作为处理单元的批LOD算法。在预处理阶段,将多分辨率的地形数据划分成适于GPU批处理的分块,使用四叉树进行分块的有效组织。在此基础上,提出一种基于分块绘制的LOD误差标准,简化层次选取的计算量,通过增加"裙"和进行几何变形实现了层次间的有效过渡;实时绘制过程中,使用视锥裁剪减少进入图形硬件的数据量,利用地形四叉树列表和预测机制实现地形数据的有效加载管理。实验结果表明,本文算法能够充分发挥图形硬件的性能,具有较高的地形实时渲染效率。     

基于动态LOD四叉树算法的地形三维可视化

LOD模型是在虚拟现实技术中经常被采用的一种加快图形生成速度的主要方法。所谓的LOD建模,其实质就是采用一定的算法思想将原有的网格地形数据进行重组,得到一种更加便于实时绘制使用的数据结构。在利用四叉树方法进行LOD建模的过程中,其关键就在于怎样对原有的网格数据进行四叉树分层。LOD地形渲染过程中当相邻的节点或块之间分辨率不一致时会出现裂缝现象,结合动态LOD四叉树算法利用节点分割和渲染的规律,采用一种新的裂缝消除方法。     

基于限制性四叉树LOD大规模地形预处理算法

LOD（Level Of Detail,层次细节）技术是解决大规模地形实时渲染的关键技术之一,通过这种技术可以较好地简化场景的复杂度,减少图形显示的失真度,满足一定的实时性要求。传统的算法将四叉树和LOD技术相结合将大规模数字高程模型数据（DEM）进行分块,并对块内数据按照分辨率的大小分层存储。通过对四叉树的研究,在限制性四叉树的基础上引入预处理算法,提高了地形读取速度,增强了实时显示效果。该算法是基于限制性四叉树的一种高效的规则网格划分方法,内存开销少,降低了CPU的负担。实验结果表明该算法提高了地形导入的效率,能实现大规模地形的实时漫游。     

大规模地形漫游中动态LOD算法研究

大规模的地形渲染技术一直是图形学里的热点问题之一。它在GIS、飞行模拟器、视频游戏里有重要的作用。大规模地形渲染的两个主要问题是地形数据存储问题和三角形数目问题。针对3D视频游戏,文中采用数据分块、局部数据显示以及与视点相关的裁减策略来控制数据显示量,使用了一种基于四叉树的LOD算法来解决大规模地形渲染中的三角形数目问题。实验结果表明综合使用上诉方法,有效地减少了显示数据计算量,能满足3D游戏场景的交互式漫游的实时性要求。     

基于静态LOD的输电线路虚拟地形渲染优化算法

针对输电线路三维可视化系统中大规模地形场景的渲染问题,提出一种基于静态LOD的虚拟地形绘制优化算法. 建立输电线路廊道内地形高程数据的分块模型,将视角移动速度纳入细节层级的评价因子中,结合视点距离、地形复杂度等因素改进评价函数. 通过阈值判断网格内数据点高程值的方差,选择不同的线性插值函数完成地形曲面的模拟效果. 实验结果表明所提算法有效减少了运动状态下地形三角面的绘制数,具有更加流畅的虚拟场景帧数和良好的地形仿真效果.     

一种视点相关的LOD地形生成算法

实际应用表明顶点曲度、感知强度和视点移动速度这三个因素对LOD地形渲染有很重要的影响,而传统LOD地形渲染制算法没有综合考虑它们.因此,本文通过对顶点曲度、感知强度、视点移动速度这三个因素进行量化,并把它门融合进节点评价函数中,进而提出一种新算法.实验充分利用了GPU的特性,将算法中各个因子的计算移植到GPU上执行,将一些重复使用率高的顶点和连续几帧保持不变的三角形数据存储到显存中.结果表明,本算法具有较好的实时性.帧速率变化平稳.     

基于四叉树的LOD技术在地形渲染中的应用

地形渲染一直是计算机应用领域内的关注热点,是因为其渲染效果和渲染速度两者不能同时得到解决好.采用的基于四叉树的LOD技术就是:先借助于四叉树思想对地形进行分割好,然后利用LOD技术进行渲染,而在渲染过程中不同精度的地形格网间出现的T型裂缝也做了相应的消除处理,最后这样渲染出的地形效果比较真实理想,且其渲染速度也有所提高.通过此技术方法可以实现,在保证真实地渲染出地形效果的前提下,尽量减少地形的渲染面数,来达到提高渲染速度的目的.     

虚拟现实中的LOD技术

虚拟现实技术对实时性要求很高,本文主要介绍了在同实技术中为降低场景生成的时间、提高实时模拟效果所采用的一些典型LOD算法,包括它们的思想、优缺点和实现方法的一些典型LOD算法,包括它们的思想、优缺点和实现方法,以及对LOD技术的展望。     

虚拟场景中基于LOD的树木真实感建模

树是虚拟场景中的重要的景物之一.提出了用参数化的分形方法对三维树木进行真实绘制;将分形计算产生的树木数据用数据结构储存起来;并根据视点与树模型的距离确定所需树木模型数据的层次;从而充分发挥了应用分形技术生成的树模型真实感强的优点,消除了分形计算耗时长的缺陷,保证了树木生成的真实性和实时性.实践证明,用文中方法在可漫游虚拟场景中产生三维树模型,在实时性与真实感方面均取得了不错的效果.