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基于分块地形的混合数据结构三维公路建模

计算机工程与设计 2012年第10期33卷 3908-3912,3969页

作者：肖文华王炜张茂军国防科学技术大学信息系统与管理学院湖南长沙410073

为了权衡三维公路建模中数据高精度性以及渲染高效性的矛盾,在地形分块基础上提出了一种在场景中规则网格与不规则三角网并存的混合数据结构三维公路建模方法。此方法结合规则网格与不规则三角网两种地形表示方式的优缺点,若地形子块有... 详细信息

为了权衡三维公路建模中数据高精度性以及渲染高效性的矛盾,在地形分块基础上提出了一种在场景中规则网格与不规则三角网并存的混合数据结构三维公路建模方法。此方法结合规则网格与不规则三角网两种地形表示方式的优缺点,若地形子块有公路覆盖,则利用Delaunay三角网方法精细绘制,否则基于规则网格LOD(细节层次)绘制,以此来提高渲染效率。针对此混合结构产生的块间裂缝问题,提出了对低细节层次节点增点的修补方案,以及针对此方法的特点提出了基于有向线段与增量步长的地形镂空算法,实现了地形与公路的无缝融合。实验结果表明,该方案可有效适用于三维公路设计。

关键词：公路建模地形分块混合地形结构地形融合裂缝修补细节层次

基于四叉树和分块调度技术的海量地形数据实时可视化研究

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基于四叉树和分块调度技术的海量地形数据实时可视化研究

作者：黄全品成都理工大学

学位级别：硕士

地形信息的可视化在实时仿真和地理信息可视化系统中占有十分重要的地位。随着应用领域的不断深入和扩大,特别是“数字地球”提出后,对三维地形实时可视化提出了更高的要求,人们希望以更自然的方式来观察效果更逼真、范围更广的地形。 ... 详细信息

地形信息的可视化在实时仿真和地理信息可视化系统中占有十分重要的地位。随着应用领域的不断深入和扩大,特别是“数字地球”提出后,对三维地形实时可视化提出了更高的要求,人们希望以更自然的方式来观察效果更逼真、范围更广的地形。从理论上讲,场景的复杂性是无限的,而任何硬件的单位时间内的处理能力总是有限的。所以,通过研究场景复杂性和人类视觉感知规律等相关因素的内部联系,设计出与场景规模基本不相关或弱相关的快速绘制算法是必要的,也是必然的趋势。本文在研究现有各种算法的基础上,采用四叉树分割作为LOD算法的技术流派。并对其进行了较大改进,克服了传统四叉树LOD算法的一些不足,使其能够适应地形尺寸任意大小的需要,而不必受传统四叉树算法的必须满足(2+1)*(2+1)大小的限制,同时还引入了特征值技术,使简化效率得到了较大的提升。另外还采用了地形数据分块存储和动态调度的技术,采用多线程和有预测的数据预读策略,使系统的效率基本不受地形范围大小的影响,能满足地形范围无限大的需要。最后基于这些技术,实现了一个实用的地形漫游系统。

关键词：地形可视化实时绘制数字地球层次细节技术 LOD 四叉树特征值几何过度地形分块动态调度

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飞行视景仿真中三维大地形的生成

系统仿真学报 2009年第6期21卷 1633-1636页

作者：姚本君赵欢李传良陈暮春湖南大学计算机与通讯学院长沙410082 空军工程大学工程学院西安710038

如何既逼真的实现三维大地形的可视化,又消耗尽量少的系统硬件资源,是飞行视景仿真必须克服的问题。从飞行仿真中三维地形显示的特点出发,以我国东南部某地区的DEM(数字高程模型)数据块及其航拍照片作为原始数据,采用先生成测试地形,再... 详细信息

如何既逼真的实现三维大地形的可视化,又消耗尽量少的系统硬件资源,是飞行视景仿真必须克服的问题。从飞行仿真中三维地形显示的特点出发,以我国东南部某地区的DEM(数字高程模型)数据块及其航拍照片作为原始数据,采用先生成测试地形,再实现全部大地形的方法,通过设置3个级别的LOD和采用地形转换、网格简化及地形分块技术,采用三维建模软件Creator生成了一块400×400km2的大地形,满足了飞行仿真的需求。

关键词：三维大地形 LOD 地形转换网格简化地形分块

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一种大规模地形的快速漫游算法

计算机辅助设计与图形学学报 2002年第7期14卷 624-628页

作者：赵友兵石教英周骥潘志庚浙江大学CAD&CG国家重点实验室杭州310027

地形漫游在仿真、模拟、虚拟现实等领域中有着广泛应用 .大规模地形的实时漫游算法一般采用视见体裁剪和与视点相关的连续细节层次等技术来减少实际绘制的地形数据量 .通过地形分块和视见体投影三角形扫描算法实现快速裁剪 ,通过调整顶... 详细信息

地形漫游在仿真、模拟、虚拟现实等领域中有着广泛应用 .大规模地形的实时漫游算法一般采用视见体裁剪和与视点相关的连续细节层次等技术来减少实际绘制的地形数据量 .通过地形分块和视见体投影三角形扫描算法实现快速裁剪 ,通过调整顶点的高度值消除裂缝 ,通过基于三角形的四叉分割实现连续细节层次地形简化 ,简化了算法实现 ,提高了算法效率 .在没有利用帧连贯性的情况下 ,算法可以在 PC机上实现较大规模地形的快速交互式漫游 .

关键词：大规模地形快速漫游算法地形分块视见体裁剪裂缝消除地理信息系统

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基于LOD的大规模地形实时绘制方法

测绘通报 2009年第12期 23-26页

作者：胡爱华何宗宜马晓萍中交第二公路勘察设计研究院湖北武汉430056 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 国家测绘局测绘标准化研究所陕西西安710054

提出基于四叉树的LOD实时绘制方法,对LOD模型中的节点评价因子进行了改进,提高了图像的真实感,采取"几何形变"消除"跳跃"现象;提出一种新的动态场景调度和快速扫描裁剪的方法,实现了大规模地形漫游的实时性和画面流畅性;引入"Ver-tical ... 详细信息

提出基于四叉树的LOD实时绘制方法,对LOD模型中的节点评价因子进行了改进,提高了图像的真实感,采取"几何形变"消除"跳跃"现象;提出一种新的动态场景调度和快速扫描裁剪的方法,实现了大规模地形漫游的实时性和画面流畅性;引入"Ver-tical Skirt"技术用于块间裂缝现象的消除,实现了地形块LOD绘制的独立操作;最后在VC++6.0平台上利用OpenGL实现了基于本文算法的地形可视化系统,验证了本文提出的方法可行性。

关键词：地形绘制地形分块四叉树 LOD

利用ROAM技术实现长江河道地形数据实时漫游

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人民长江 2006年第11期37卷 109-111页

作者：朱贤海田宜平王伟崔克强白亮中国地质大学(武汉)资源学院信息所湖北武汉430074 长江水利委员会水文局湖北武汉430010

三维地形模拟及飞行浏览模块是长江水文泥沙信息系统的主要组成部分之一,但是已有的河道信息数据量超过了目前普通硬件的计算和分析能力,为了解决这一矛盾,在中国地质大学信息所开发的GeoView3D平台的基础上采用ROAM算法结合DirectX 9.... 详细信息

三维地形模拟及飞行浏览模块是长江水文泥沙信息系统的主要组成部分之一,但是已有的河道信息数据量超过了目前普通硬件的计算和分析能力,为了解决这一矛盾,在中国地质大学信息所开发的GeoView3D平台的基础上采用ROAM算法结合DirectX 9.0进行了有效的尝试。同时,通过使用新的地形分块思想,利用平面坐标计算进行视见体裁剪以及对需要绘制的顶点数据集进行优化的方法,使得原始ROAM算法的地形多分辨率模型生成效率有了几十帧的提升。实验结果表明该系统基本满足实时地形渲染的需求。

关键词： ROAM 三角二叉树强制分解地形分块顶点缓冲区

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网格环境下地形绘制的任务调度算法研究

计算机工程与设计 2009年第2期30卷 474-477页

作者：陈国军袁玉磊徐晓莉中国石油大学(华东)计算机与通信工程学院山东东营257061 北京航空航天大学虚拟现实技术国家重点实验室北京100083

随着用户不断增多,导致服务器不能满足多用户实时绘制地形的需求。利用地形实时绘制技术,提出了一种在网格环境下的基于地形分块的T-MIN-MIN任务调度算法。该算法根据地形块相互独立和绘制时块中三角形数目按比例分布的特点进行调度,提... 详细信息

随着用户不断增多,导致服务器不能满足多用户实时绘制地形的需求。利用地形实时绘制技术,提出了一种在网格环境下的基于地形分块的T-MIN-MIN任务调度算法。该算法根据地形块相互独立和绘制时块中三角形数目按比例分布的特点进行调度,提高了地形块调度的效率。提出的地形块的代价估算计算方法使得地形块能够按照接近实际值参与调度。实验结果表明,网格环境中地形分块的任务调度方法具有较高的效率。

关键词：网格地形绘制任务调度地形分块 MIN-MIN算法

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地形漫游中数据块调度算法研究

计算机工程与设计 2007年第15期28卷 3743-3745,3786页

作者：姜昱明胡曼丽西安电子科技大学计算机学院陕西西安710071

在LOD(level-of-detail)算法基础上,提出处理视点相关的交互式大规模地形数据的方法。包括:分块策略对规则网格进行区域分割;通过输入的数据点构建自顶向下的四叉树结构,划分成不同的块层次;在实时漫游过程中,根据视点z轴坐标值的变化... 详细信息

在LOD(level-of-detail)算法基础上,提出处理视点相关的交互式大规模地形数据的方法。包括:分块策略对规则网格进行区域分割;通过输入的数据点构建自顶向下的四叉树结构,划分成不同的块层次;在实时漫游过程中,根据视点z轴坐标值的变化导致块层次的改变,重新调入相应数据块构造地形网格,以及当视点x,y轴坐标改变时进行块调度。实验证明了该算法的有效性。

关键词：地形漫游细节层次地形分块块层次块调度

采用缓存和Laplace网格简化技术的三维地形可视化研究

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采用缓存和Laplace网格简化技术的三维地形可视化研究

作者：左文品吉林大学

学位级别：硕士

三维地形可视化技术是地理信息学和计算机图形学的交叉课题，也是当今社会研究与应用热点之一，广泛应用于工程设计，气象学，地质勘探，仿真等领域。如何快速逼真的显示大规模的地形网格数据，并支持空间分析和人机交互，是三维可视化... 详细信息

三维地形可视化技术是地理信息学和计算机图形学的交叉课题，也是当今社会研究与应用热点之一，广泛应用于工程设计，气象学，地质勘探，仿真等领域。如何快速逼真的显示大规模的地形网格数据，并支持空间分析和人机交互，是三维可视化技术的难点和重要研究方向。因此，本文着力实现一个功能比较全面，实时处理大规模数据量的三维地形可视化系统。本文介绍了三维地形数据获取、地形分块以及地形子块调度和地形实时显示。在地形子块调度的过程中，引入了多种裁剪剔除方式来减少需处理的地形子块数量，选定数据调度策略来计算地形子块的优先权，并采用多级缓存机制提高内存命中率。本文使用了四叉树结构来描述地形子块，利用Laplace算子计算网格顶点的视点相关误差，并动态设定误差阈值，有效简化了地形子块网格。在计算视点相关误差的时候，利用CUDA流和多线程编程，有效发挥了GPU并行计算能力。为了完善该系统并增强实用性，本文介绍了多种地形显示模式和图形渲染优化技术，实现了简单的人机交互，空间分析以及地形项目管理等。本文最后介绍了如何按照功能对程序进行模块划分，并使每个模块职责单一，接口清晰。利用类的继承性和多态性，使程序具有更强的健壮性和扩展性。

关键词：三维地形地形分块多级缓存视点相关网格简化 CUDA并行计算