基于连续细节层次的地表模型实时绘制算法

研究地表模型的实时绘制,提高绘制速度及可信度。采用点到平均平面的误差度量和基于渐进网格的动态简化方法,使简化可随视点参数而动态变化。     

基于层次细节简化和分形的真实感地形生成

研究数字高程模型及分形理论后,提出一种新的地形建模方法,即利用DEM数据生成地形框架,运用分形理论生成细节;框架生成过程中采用层次细节简化技术简化地形,提取大致描绘地形总体形状特征的数据,再运用分形理论进行细节绘制,并结合视点变化提出新的面片可见性判别方法.实验证明,文中方法能够充分发挥DEM法真实度高和分形法数据量少,速度快的优点.     

一种基于规则网格的地形简化算法

为了进一步研究层次细节技术在实时绘制大规模地形场景中的有效应用,提高海量数据三维地形的重建速度,基于DEM数据及视觉相关地形简化的特点,提出了一种基于网格划分的实时简化算法.该方法首先将DEM栅格数据分成以视点为中心的数据块,利用视觉相关的误差简化算法实现了DEM数据的快速动态分层与地形平滑,其次利用三角剖分方法最终消除了裂缝,对实际数据的实验结果验证了本算法的有效性.该算法能有效地对地形数据进行多分辨率简化,简化后的地形不仅保留了地形表面特征,还能满足实时漫游的需求,可以高效地消除场景漫游过程中图像的跳跃.     

基于局部熵的实时连续多分辨率地形绘制

基于局部熵的连续多分辨率地形绘制算法,使用局部熵因子作为粗糙度新的衡量因子.由于局部熵因子取值范围的不确定性,要对局部熵因子自底向上进行误差扩散,从而消除节点间可能产生的裂缝.局部熵因子考虑了更多的顶点信息,实验证明其能比高度差更好地评价节点的粗糙度,能以较高的分辨率绘制局部比较粗糙的地形节点.     

船舶操纵模拟器视景中的地形生成技术

从船舶操纵模拟器视景中地形绘制的需要出发,分析常用的三维地形造型方法、大型船舶操纵模拟器对视景的具体要求,综合考虑地形绘制的几何精确度、真实感与实时性,提出了船舶操纵模拟器中岛屿与陆地背景山脉的几何建模方法、实景纹理图象的拍摄方法与基本要求和LOD技术。     

基于层次划分的大规模LOD地形绘制

提出了一种适用于大规模地形绘制的模型,将地势起伏的因素纳入LOD(Level of Detail)的评价准则中,提升了地形绘制的效果.对地形块进行层次划分,并解决了地形裂缝、突变等问题.绘制结果显示,该算法较以往的算法有较大的改进,有效地解决了绘制速度与质量之间的矛盾.     

生成地形细节层次的粗糙度误差判据

误差判据是生成地形表面细节层次的核心问题,影响着三角形数目和地形三角形网的偏差.在分析各种误差判据计算结果的基础上,提出基于粗糙度的误差计算方法.采用表征地形起伏形状的粗糙度作为因子,建立误差评价函数,结合视点位置形成误差判据球,最后根据误差判据球生成地形细节层次模型.对误差判据改进后,适用于高空俯视地形及动态地形的细节层次技术(LOD)生成.试验表明,改进的粗糙度误差判据降低了地形网格中的三角形数量,对平坦地形的优化效率较突出.     

一种三维地形可视化细节简化方法

通过对数字高程模型数据多进制小波变换金字塔和基于二次误差的三维景观全局简化算法的讨论，提出了一种基于多进制小波变换改进的三维地形细节简化绘制方法，并给出了算法实验结果。     

基于四叉树结构的大规模地形生成算法

为了获得更好的三维可视化效果,在对大规模地形模型的实时生成和简化进行了研究和分析的基础上,提出了一种基于四叉树结构的大规模地形生成算法,实现了基于四叉树结构的地形模型的连续多分辨率渲染;该算法包括一种新的保持地形特征的地形简化方法和一种简单高效的裂缝消除方法.实验结果表明,该算法能够实现大规模地形的实时可视化.     

基于分形和LOD技术的地形显示

在分析分形理论和LOD技术的基础上,通过把中点位移算法和LOD技术完美地结合在一起,提出了一种生成地形的有效算法,该算法既做到了对地形总体轮廓的有效控制,又能够充分地利用分形特性表现地形表面的丰富细节,而且避免了大量数据的输入,使显示效果和资源的利用得到了最佳的匹配.     

基于信息熵的分块地表模型无缝绘制方法

设计一种视点相关的地形分块调度处理框架,针对大规模分块地形的实时载入和渲染时不同层次细节之间的缝隙,提出一种基于信息熵的实时缝隙填充方法,将三维场景绘制结果转换到图像空间,根据地形之间的缝隙与周围纹理的差异定位缝隙,通过在全局范围内使用确定的邻域搜索最佳匹配像素对缝隙中的每个像素进行填充;在填充时使用纹理颜色信息熵筛选需要检索的像素以降低计算量,并结合GPU图形硬件对算法进行加速。实验表明,该方法能够对大规模的地形进行实时漫游同时对分块间的缝隙进行平滑填充。     

基于水平差集的多精度图像表示及绘制

提出了一种图像的非线性尺度空间表示方法，并将其应用于时间要求严格的场景绘制。首先把图像分解为水平差集，对水平差集的连通分支赋予一个测度，然后根据测度从大到小对所有水平差集的所有连通分支进行排序。绘制进根据所排序依次将连通分支显示出来，根据时间的限制， 显示的将是不同层次细节的图像。这种表示方法具有保形、保对比度的特点。最后，给出了实验结果，并探讨了此方法的局限性及改进方向。     

一种基于数据分块的海量地形快速漫游方法

大范围、海量地形数据的快速漫游是GIS、虚拟现实、游戏、仿真等领域的关键技术与难点之一。在目前地形数据简化算法的基础上,结合计算机硬件技术的发展,采用基于数据分块、部分数据常驻内存以及与视点相关的静态LOD模型实现了对任意格网大小海量地形数据的快速漫游。基于块节点的视景体裁剪、三角形条带组织以及边界裂缝消除、视觉光滑处理等手段的运用,提高了地形漫游的效率与可视化效果。     

基于4叉树的LOD地形实时渲染技术

为了解决在渲染多细节层级地形过程中出现的裂缝问题,提出了一种基于4叉树的强制分割的改进算法.使用4叉树结构对地形片进行管理,当地形中相邻地形片之间的细节层级大于1时,通过对地形片进行强制分割,保证相邻地形片之间的细节层级差不大于1,从而解决裂缝问题.实验结果证明基于4叉树的强制分割算法在对地形进行渲染时,能够很好地解决地形裂缝问题,实现了地形的光滑连续的绘制,使绘制的地形更真实逼真,同时又不影响地形的高效实时渲染.     

基于服务器的虚拟三维地理信息系统的研究与开发

随着GIS应用的深入,人们越来越多地要求从真三维空间来处理问题.文章阐述了基于服务器的企业级虚拟三维地理信息系统的设计与实现,系统主要采用了开放式的系统结构、网络化的服务方式和多数据源的融合技术,结合了高效的三维建模算法,允许企业将自己的二维GIS数据融合进三维GIS系统中,从而支持企业特定的应用.     

一种针对飞行模拟的动态地形绘制误差判断方法

针对飞行模拟的特点, 提出一种基于受限四叉树的大规模地形绘制误差判断方法. 该方法利用误差饱和概念, 采用符合并行计算要求的误差判断准则进行层次细节的选取, 使误差判断与三角化过程完全由图形处理器(GPU)执行, 提高了图形硬件的绘制效率, 节省了中央处理器(CPU)运行时间, 可用于高速飞行模拟中的大规模地形实时绘制.     

基于视点相关的大规模地形的生成和漫游

针对大规模地形场景三维实时漫游显示中存在的技术问题，提出应用虚拟现实有关技术的思想和基于网格划分的实时LOD分层方法着重解决地形的多级分块表示及纹理贴图，最后采用OpenGL库在VC＋＋6．0上实现某一大场景地区的地形多分辨率三维实时漫游显示。     

Hierarchical surface fragments

A new compact level-of-detail representation, called hierarchical surface fragments, for geometric objects with highly complex shape is presented. The representation comprises a set of irregular unstructured sampled surface fragments, whose boundary is a circle viewed along its normal. An efficient algorithm to construct the representation is described. In depiction of the framework for visualization, a screen tile technique for acceleration of rendering is proposed. Since an approximate z-buffer algorithm is adopted to fast determine visibility of each rendering primitive, a new buffer, z-delta-buffer, is designed to facilitate solving the problems raised by the approximation and to improve the image fidelity. Finally, a solution is provided to integrate our rendering approach for hierarchical surface fragments with traditional polygon-based methods.