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基于几何剪切图和GPU的渲染地形新方法

微计算机信息 2009年第25期25卷 113-115页

作者：郭震马小虎陈恒金苏州大学计算机科学与技术学院江苏苏州215006

大规模地形渲染技术一直是计算机图形学研究的热点问题之一。在总结现有算法的基础上,提出了一种基于现代GPU和Geometry Clipmap的地形渲染算法。应用了类似于几何剪切图的数据结构来提高算法的运行速度,改进了视相关裁剪和法线混合方法... 详细信息

大规模地形渲染技术一直是计算机图形学研究的热点问题之一。在总结现有算法的基础上,提出了一种基于现代GPU和Geometry Clipmap的地形渲染算法。应用了类似于几何剪切图的数据结构来提高算法的运行速度,改进了视相关裁剪和法线混合方法,同时用棱锥纹理解决大块纹理不能一次载入内存的问题。实验结果表明了改进方法的可行性和有效性。

关键词： GPU 几何剪切图法线混合锥形纹理视相关裁剪

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基于物质点法的动态车辙实时绘制

基于物质点法的动态车辙实时绘制

作者：白若林华北电力大学

学位级别：硕士

近些年计算机技术的飞速发展给动态地形绘制技术带来了巨大的发展机遇。车辙是地形绘制技术中常出现的一种地形变化,动态车辙的实时绘制不管是在网络三维场景游戏还是在军事仿真中都有着重要的意义。对动态地形的研究一般在逼真性和实... 详细信息

近些年计算机技术的飞速发展给动态地形绘制技术带来了巨大的发展机遇。车辙是地形绘制技术中常出现的一种地形变化,动态车辙的实时绘制不管是在网络三维场景游戏还是在军事仿真中都有着重要的意义。对动态地形的研究一般在逼真性和实时性方面。本文主要研究如何构建高逼真度的车辙实时绘制,所使用的地形数据来源于地形高程图。首先对基于GPU的动态地形绘制算法和物质点法进行研究。通过分析动态地形算法的数据结构和物质点法处理岩土工程的过程,找到物质点法融入几何剪切图算法的插入点,并针对物质点法背景网格的划分,对几何剪切图算法的数据结构和更新方式进行改进。然后在UniTrei模型六分力的基础上改进车轮物理模型,便于计算地面的受力情况,通过物质点强度折减法实现车辙模型的建模。物理规律的使用使物理模型能够满足现实世界规律。为了满足车辙实时绘制逼真性和实时性的要求,采用形变映射图的方法来实现地形数据的改变,并采用纹理映射技术完成车辙的外观绘制。最后以物质点法实现的车辙模型作为验证对象,采用几何剪切图-物质点（GCMM）算法,在GPU可编程渲染管线中实现动态车辙的实时绘制,并在绘制效果逼真性和实时性两方面对GCMM算法和基于GPU的几何剪切图算法进行比较。根据绘制结果图的展现,可以得到物质点法处理地形形变问题的优越性,通过帧频率、CPU利用率和三角形绘制个数三个具体参数验证融合物质点法的几何剪切图算法的可行性。

关键词：几何剪切图车辙绘制物质点法 GPU 动态地形

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基于LOD的大规模地形实时绘制技术研究

基于LOD的大规模地形实时绘制技术研究

作者：郭震苏州大学

学位级别：硕士

大规模地形绘制技术在计算机图形学、虚拟现实、地形仿真、游戏领域等方面都有着广泛的应用,也是开发可视化系统、3DGIS领域的研究重点和热点。三维实时绘制的场景常常包含数百万甚至上千万的三角形,而且其几何模型还有越来越复杂的趋... 详细信息

大规模地形绘制技术在计算机图形学、虚拟现实、地形仿真、游戏领域等方面都有着广泛的应用,也是开发可视化系统、3DGIS领域的研究重点和热点。三维实时绘制的场景常常包含数百万甚至上千万的三角形,而且其几何模型还有越来越复杂的趋势。为了加速绘制,一般采用细节层次(LOD)方法,以简化整个场景的复杂度,减少绘制的数据量,提高实时绘制的速度。本文对传统的基于CPU的LOD地形绘制算法,以及最新的基于GPU的LOD大规模地形算法进行了深入研究,提出了改进的LOD算法,主要研究工作包括:1.研究了基于LOD的大规模地形实时绘制的关键技术,包括地形LOD(细节层次)、可见性剔除、空间连续性、视点相关精化、LOD误差度量计算、纹理相关技术等。2.通过对传统的基于四叉树的实时连续LOD地形生成算法的研究,提出了改进的四叉树地形绘制方法,对静态节点评价和边界消除裂痕的方法进行了改进,应用了一个在视锥剔除技术中有别于传统六面法的新的雷达方法,简化了算法实现,提高了绘制速度。3.以改进的四叉树算法为基础,详细阐述了室外场景常用的纹理混合、实时水面、场景雾化等问题的解决途径,设计并实现了一个大规模地形实时漫游系统。4.在深入研究新一代图形渲染硬件的基础上,充分利用GPU的可编程性,提出了改进的Geometry Clipmaps算法,应用简化几何剪切图的数据结构来提高算法的运行速度,改进了视相关裁剪和法线混合方法,同时用棱锥纹理解决大块纹理不能一次载入内存的问题,该算法应用棱锥模型,可以高效的完成大规模地形数据的实时绘制。

关键词：地形绘制细节层次四叉树几何剪切图

基于Geometry Clipmap的大规模地形多分辨率三维可视化

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基于Geometry Clipmap的大规模地形多分辨率三维可视化

作者：殷青松新疆大学

学位级别：硕士

随着数字科技的广泛应用和信息化普及的逐渐深入,实现地形的三维可视化的重要性日渐彰显。但目前的普通PC内存容量无法容纳海量的几何数据和纹理数据。为解决这个问题并提高绘制的效率,本文采用Geometry Clipmap算法绘制地形,充分利用GP... 详细信息

随着数字科技的广泛应用和信息化普及的逐渐深入,实现地形的三维可视化的重要性日渐彰显。但目前的普通PC内存容量无法容纳海量的几何数据和纹理数据。为解决这个问题并提高绘制的效率,本文采用Geometry Clipmap算法绘制地形,充分利用GPU以提高绘制效率,通过顶点纹理获取各顶点高程值。同时,简化了三角形条带的组织方式,使用简化的视锥体裁剪方法和动态确定绘制层数方法减少需要绘制的顶点数。使用简单直接的方法消除裂缝。根据特定的层结构,提出数据更新的新方法(二进制定位法)减少视点移动时各帧的数据更新量。使用添加虚拟层的方法尽量弥补Geometry Clipmap算法的不足,使最精细层能够在有限的地形大小,有限的Geometry Clipmap层数条件下,扩大移动范围。实验结果表明,新方法使用很少的内存完成大规模地形绘制,且取得了较高的帧率,漫游流畅,保证了地形的真实感,能满足大规模地形实时三维可视化的要求。

关键词：几何剪切图剪切图地形可视化顶点纹理获取图形处理器

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基于GPU的动态地形实时绘制

基于GPU的动态地形实时绘制

作者：邢玥华北电力大学

学位级别：硕士

随着计算机技术的迅猛发展,特别是仿真技术的日趋成熟,地形实时可视化在3D GIS、战场环境仿真、虚拟现实等领域中有着广泛的应用,而地形可视化研究中的热点课题便是动态地形实时绘制技术。本文以数字高程模型作为数据源,首先综合分析了... 详细信息

随着计算机技术的迅猛发展,特别是仿真技术的日趋成熟,地形实时可视化在3D GIS、战场环境仿真、虚拟现实等领域中有着广泛的应用,而地形可视化研究中的热点课题便是动态地形实时绘制技术。本文以数字高程模型作为数据源,首先综合分析了地形可视化中的相关技术、理论,对现有的地形多分辨率绘制算法进行了研究,阐述了各自的优缺点及在动态地形中的适用性。接着,对几何剪切图算法进行扩展,使其适用于动态地形的实时绘制。即针对原有几何剪切图算法可能会造成重复更新的现象提出了新的剪切图更新方式,并简化了裂缝消除算法,提高了系统的利用率。随后,针对动态地形的特殊性,围绕解决动态地形绘制中的高逼真度与实时性这一矛盾,提出了一种基于GPU的地形形变策略。在地形发生形变时,基于真实物理模型计算出地形形变量并实时更新改变后的地形拓扑结构。此外,为了使形变效果更加真实,引入过程纹理映射的方法来模拟地形非几何属性的改变。最后,为了验证本文提出方法的可行性,模拟了不同情况下炮弹在松软草地上产生的弹坑效果。实验结果表明,改进后的几何剪切图算法能够较好的适用于动态地形的实时绘制。本文提出的基于GPU的动态地形绘制方法能够得到更为逼真的地形仿真效果。同时,由于将CPU中的大量地形数据的存储及计算转移到了GPU中,提高了地形绘制的实时效率,满足动态地形绘制对于实时性及高逼真度的要求。

关键词：动态地形绘制几何剪切图物理模型过程纹理映射可编程GPU

基于Geometry Clipmap的三维地形可视化研究

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计算机应用与软件 2016年第6期33卷 203-206,319页

作者：殷青松哈力木拉提.买买提新疆大学新疆多语种信息技术实验室新疆乌鲁木齐830046

随着数字科技的广泛应用和信息化普及的逐渐深入,实现地形的三维可视化的重要性日渐彰显。但目前的普通PC内存容量无法容纳海量的几何数据和纹理数据。为解决这个问题并提高绘制的效率,采用Geometry Clipmap算法绘制地形,充分利用GPU以... 详细信息

随着数字科技的广泛应用和信息化普及的逐渐深入,实现地形的三维可视化的重要性日渐彰显。但目前的普通PC内存容量无法容纳海量的几何数据和纹理数据。为解决这个问题并提高绘制的效率,采用Geometry Clipmap算法绘制地形,充分利用GPU以提高绘制效率,通过顶点纹理获取各顶点高程值。同时,简化了三角形条带的组织方式,使用简化的视锥体裁剪方法和动态确定绘制层数方法减少需要绘制的顶点数。根据特定层结构,提出数据更新的新方法(二进制定位法)减少视点移动时各帧的数据更新量。实验结果表明,该方法使用很少的内存完成大规模地形绘制,且取得了较高的帧率,漫游流畅,保证了地形的真实感,能满足大规模地形实时可视化的要求。

关键词：几何剪切图剪切图地形可视化顶点纹理获取图形处理器