一种高效的大规模三维地形遥感影像纹理映射方法

针对大规模虚拟战场地理信息建模与绘制的需求,研究提出一种可充分发挥GPU和多CPU核微处理器处理能力的、高效的大规模三维地形遥感影像纹理映射方法.该方法直接利用GPU进行高效的纹理压缩解压,采用基于多CPU核微处理器的多线程并行调度策略,实现了视点相关的纹理数据的高效预取和调度,并根据等地理长度映射原理实现了单一精度的大规模遥感影像纹理数据在大规模LOD地形上的精确匹配.实验表明,此方法可有效提高大规模三维地理信息场景.绘制的速度,纹理和地形的匹配精度高,增强了三维地理信息漫游的真实感.     

复杂场景中海量外存地形模型的实时绘制算法

针对地形相关复杂三维场景应用需求,提出一种海量地形外存实时绘制算法,该方法使用离散细节层次技术并结合视点相关动态连续细节层次选择.基于元网格连通边权值简化地表模型,并基于Hausdorff距离进行视点无关批LOD误差控制.提出一种海量数据实时调度方法,通过分层增量控制,两级数据预取和改进的快速视锥裁减实现了对外存数据的动态装载与调度.实验表明,该算法处理海量地形数据时占用较低系统资源,从而能够在复杂场景环境下进行快速实时绘制.     

适用于CGF的战场环境数据库的设计与实现

传统的视景数据库已经无法满足计算机生成兵力(CGF)决策对环境数据的需求,迫切需要一个适用于CGF的战场环境数据库。建立了栅格法与矢量法相结合的战场环境数据库分层模型,提出了顺时针右侧和基于地貌的坦克不可通行区域搜索等实时算法,开发了战场环境数据库编辑器软件和适用于CGF应用的接口函数集。CGF仿真系统检验结果表明在实时性和实用性方面有显著提高。     

三维图形空间中远距离对象的近似表现方法

三维图形空间中的漫游是虚拟现实领域中一个很有研究价值的课题。但是目前的算法对计算机的软硬件要求较高,而且即便如此,也很难达到实时漫游的要求。实际应用这些算法时,需要以牺牲图形质量或帧率作为代价。纹理虚墙及其球面和柱面扩展是结合人类视觉特点提出的,用于近似表现交互式虚拟环境中远离视点对象的方法。虚拟边界将空间分割成若干区域,视点所在区域内的对象按三维模型绘制,其余对象由其投影在虚拟边界上的纹理图表达。漫游者的视点移动时,三维空间中各个对象的表现方法也随之调整。这种纹理虚墙方法及其球面和柱面扩展大大降低了表现三维环境所需的计算量和对硬件的要求,能够达到很好的“图形”质量和很高的帧率,总体上改进了在三维图形空间中的漫游效果。     

基于ROAM算法的弹坑实时可视化系统设计

基于复杂的虚拟战场环境仿真及三维游戏的高逼真度要求，多分辨率动态地形的实时可视化，近年来在国内外得到了普遍的重视和研究。在前期初步研究动态地形的表示及动态地形多分辨率实时可视化的基础上，基于ROAM静态地形算法的动态扩充，设计了弹坑实时可视化系统的仿真管理。并初步实现了战场环境中弹坑的实时可视化。     

大规模海面的快速漫游

虚拟海战场中要求对大规模海面进行实时、逼真的绘制。采用基于视点的连续LOD来减少实际需要绘制的网格数据量,同时通过对大规模海面进行预分块,采用投影三角形扫描算法实现快速裁剪,不同等级网格边界间的裂缝问题通过预缝补技术解决,实现了动态的具有连续细节层次的大规模海面,算法简单,视觉效果良好。     

基于图像空间的焦散实时逼真绘制算法研究

提出了一种基于图像空间的焦散实时逼真绘制算法,算法将焦散的计算过程进行了分解并采用动态组织浮点纹理的方式将计算所需的几何数据从几何空间转换到了图像空间,可完全通过GPU编程实现实时逼真绘制.算法的主要优点是适用于可变形物体,可模拟由物体双面折射形成的焦散现象,算法效率受场景规模影响小并可方便地与阴影等绘制效果相结合.实验表明,GPU的数据处理能力和可编程特性得到了充分挖掘,与经典焦散绘制算法相比具有明显的效率优势.     

虚拟战场环境中电磁信号的可视化技术研究

对虚拟战场环境中电磁信号的可视化技术进行了初步的研究,介绍了几种通信信号和干扰信号的时域和空间域的绘制方法.重点研究了利用圆台逼近波束绘制方法和逐点计算波束表面曲线采样点绘制方法,利用OpenGL函数实现对电磁信号的空间域的绘制,实现了通信过程中多径现象的可视化绘制,并将其嵌入到Vega搭建的虚拟战场环境中.最后本文对绘制效率进行了初步的探讨,并提出了绘制效率的改进方法.     

虚拟战场环境中地形影响下雷达作用范围表现

地形、海洋、气象等环境影响下雷达电磁信息的三维表现是未来数字化虚拟战场环境不可回避的问题。以自由空间中雷达作用范围的三维表现为基础,从虚拟战场环境中获取地形高程数据,利用几何光学法研究了单峰对雷达作用范围的影响,依此给出了地形影响下雷达的三维作用范围表现算法。该算法同样适合于山峰衍射的情况。在将典型雷达嵌入到虚拟战场环境的实验中,允许交互调整雷达和目标参数,实时形象动态的展示了地形影响下雷达的三维作用范围,为用户决策提供支持。     

多通道AVI视频播放系统的设计与实现

针对AVI视频文件进行多通道同步播放,系统借用三维虚拟场景概念,基于多通道视景仿真技术场景绘制与显示原理,采用AVI视频流的实时读取与动态纹理生成技术.多通道场景切割与绘制技术、边缘融合等关键技术,设计实现了具有5种实时播放模式和3种显示方式的多通道AVI视频播放系统.