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。     

基于分块的ROAM算法的设计与实现

对地形数据建立细节层次模型是实时显示的有效方法。本文算法以传统ROAM算法为基础,首先对整个地形数据进行分块,在块的基础上由当前视点视点位置、地形的高度误差、三角误差共同决定分裂算法的执行,来实现进行三角形的二叉划分。通过利用帧与帧之间的相关性,调节期望绘制的实际三角面的数量,以达到恒定的帧速率。     

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OpenGL索引顶点数组的大尺度海面LOD算法

分析了大尺度海面与地形数据的区别,提出一种基于OpenGL索引顶点数组的细节层次(LOD)算法.采用视点相关技术,建立了一种网格模板,将每级网格划分为8个矩形区域和4个T型裂缝缝补区域,使用索引顶点数组高效绘制所有区域.根据视点进行可见性判断,对可见点使用P-M海浪谱实时反演海面数据,逼真地实现了大尺度海面的漫游.     

基于四叉树LOD技术绘制大地形的改进算法

分析基于四叉树的多分辨率网格简化技术LOD（Level Of Detail）的优缺点,在Lindstrom的基于定点化简准则的基础上,提出基于四叉树的LOD模型改进方法,即用最小二乘法估计地形精细度,用时间连续性方法处理视觉突起,用空间连续性方法处理T型裂缝。实验表明,改进的算法在一定程度上提高了地形漫游的运行效率并实现视点移动时地形绘制的平滑过渡。     

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。     

大数据量三维地形实时可视化的扩展算法

针对大数据量三维地形实时可视化问题,本文在传统实时优化自适应网络(real-time optimal adaptive mesh, ROAM)算法的基础上进行扩展,提出了一种视点相关的适合大数据量三维地形实时绘制的简单高效的算法.该算法是通过基于线性四叉树索引的数据管理模式进行管理和组织数据,并根据地形复杂度的不同对高程数据间隔提取然后渲染地形,从而大大降低了大范围三维地形的复杂度和计算量,同时该算法支持拓扑结构和多分辨率,有效地简化了地形模型的绘制,提高了三维地形实时渲染效率.并用微软基础类(Microsoft Foundation Classes, MFC),结合Open Graphics Library (OpenGL)开发了一个程序实例,进一步验证算法的有效性.     

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.     

基于三角形二叉树的地表模型动态简化算法

多分辨率模型简化技术是实现复杂模型交互式可视化的有效手段。为实现地形漫游 ,提出基于三角形二叉树的地形网格模型动态简化算法 ,实现了与视点相关的连续多分辨率简化及快速动态绘制。算法利用三角形二叉树结构记录三角形的分裂和合并关系 ,在预处理中计算出数据点的误差值 ,绘制时根据与视点相关的各参数确定需保留的数据点集 ,基于二叉树进行三角形的分裂和合并操作 ,动态修改需要绘制的三角形链表 ,得到所需分辨率下的近似网格模型。实验表明该简化算法简单有效、易于实现 ,支持对地形模型的交互式快速绘制     

与视点相关的多分辨率地表模型简化算法

为了提高交互式显示复杂三维模型的效率,针对规则地表模型提出一种多分辨率简化算法,充分利用帧间相关性加速动态简化过程。算法采用自适应四叉树结构判定地表模型可见性区域,减少绘制过程中处理的数据量。同时根据帧间变化的规律性,按照相邻帧间显示状态发生改变的顶点集合来局部修改需要绘制的三角形链表,并对其进行可见性裁剪,从而快速得到当前帧的简化网格模型。实验结果表明,该算法有效减少了简化计算量,对中等规模地形绘制速度可达到15帧/s,基本能满足交互式漫游的实时性要求。     

基于地形的自适应压缩和实时可视化

提出了一种具有高压缩比的海量地形自适应压缩算法,此算法基于地形变化的特征将整数小波变换和限制四叉树三角化方法相结合。高效的计算速度和多分辨率分析的优良特性使得它能够在任何视点下有效地降低小波系数,并且能使用快速更新策略对地形进行实时渲染,小波系数表明了多分辨率的地形变化。模拟结果表明此算法能有效压缩数据,实时连续地渲染海量地形。     

地形模型实时多分辨率显示算法的研究

目的对于具有海量数据特征的地形实现既要保持视觉效果,又要提供较高的显示速率,以生成高度真实感和超快显示速度并存的三维地形。方法基于四叉树的鄂尔多斯盆地地形三维实时细节层次模型(LOD)表示的方法,从建模的角度来解决海量数据地形的实时显示问题。结果能够在不显著降低地形场景绘制质量的情况下达到理想的浏览效果,能实现地形的快速3D浏览。结论本方法对建立地形的多分辨率模型是一个非常有效的方法。     

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.     

基于四叉树的LOD地形简化研究

根据视点的位置及地形的起伏特征,采用了一种基于四叉树的细节分层技术(LOD)来实现地形模型的简化,其中四叉树方法又包括常规四叉树和受限四叉树两种。这一技术的具体思想是使离视点近的地方采用详细的数据结构,离视点远的地方采用简单的数据结构,可以实现地形模型的简化,达到快速显示的目的。     

视景仿真系统中三维地形的实时生成方法

三维地形是虚拟自然环境中不可缺少的因素,也是虚拟仿真领域中视景系统的重要组成部分.三维地形的巨大数据量一直是视景仿真研究中的难点与热点.本文提出用函数曲面来保存地形顶点数据,在渲染开始前预先载入和计算生成地形数据,而在渲染阶段则利用视点相关LOD(Level of Detail)模型来简化渲染数据,实现大规模地形网格的绘制.实验结果表明,该方法能有效减少实时绘制时的计算量,提高绘制速度,较好地保证了大规模三维地形的实时生成效果.     

三维地形的实时绘制与漫游

三维地形的实时绘制与漫游有着广阔的应用前景，它能够交互式地从各个不同的角度更形象更直观地展示三维地形，具有很大的实用价值。这里介绍了三维地形的实时绘制与漫游在PC机上的研究与实现，本系统采用了基于层面叠加的场景绘制技术，实现了立体视觉，同时还提供了方便的交互工具，使整个系统的实时性和画面的真实感程度都达到了较高的水平。