基于小波分析的多分辨率地形模型生成算法研究

为了解决海量地形数据无法直接连续地实时绘制的问题,文章提出了基于小波分析的多分辨率地形模型生成算法.该算法利用小波分析对数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据进行简化压缩,采用四叉树结构表示地形,利用金字塔结构存储地形,构建了视点相关多分辨率地形模型,并给出了基于该模型的地形实时绘制方法.实验表明,该算法结构简单,能高效地生成地形多分辨率模型,地形数据量大大减少,且地形逼真程度高,能够实现大规模地形实时绘制.     

基于四叉树的全球地形实时绘制方法

针对全球地形实时可视化的需求,提出一种基于四叉树的全球地形实时绘制算法。该算法采用球模型与相机锥面求交的方法,快速得到可见区域,并以可见区域的投影面积为评价准则进行节点细分,得到一个多分辨率地形可见节点集。最后通过对规整网格重采样来实现裂缝消除并大大减少数据冗余量。实验表明:在保证图形显示质量的前提下,该算法可以快速过滤数据,保持每一帧绘制地形数据量相对恒定,是实现全球地形实时显示的基础。     

面向数字地球的海量地形技术研究

海量地形技术对于数字地球的实现起着举足轻重的作用．本文探讨了面向数字地球的海量地形技术中的两个关键问题——多分辨率地形的建模与实时绘制以及分布式海量地形的实时绘制.在此基础上提出了混合LOD算法，并给出了分布式海量地形实时绘制的框架．实验表明，采用该框架和混合LOD算法可以解决海量地形的实时绘制．     

基于分块的大规模地形实时渲染方法

将地形数据分块技术、层次细节模型（LOD） 技术、改进的ROAM 算法和数据预取技术等相结合,提出了一种超大规模地形数据实时渲染方法.通过分块策略对规则网格进行区域分割,采用空间填充曲线对分块网格进行多分辨率排列,并建立三角形节点顺序与剖分点之间对应关系的快速检索,实现数据快速调度;视见体投影简化分块裁剪算法降低可见性判断的复杂度,提高了计算效率;改进的四队列ROAM实时构网算法,很好地利用了相邻帧的相关性,有效地提高了渲染速度;基于视点预测、部分数据常驻内存的多线程数据预取实现了场景规模基本不相关的连续LOD实时渲染.实验结果表明,该算法高效可行,适合于海量地形场景的快速渲染和交互漫游应用.     

大规模三维地形的生成和漫游

基于分块分层的地形LOD模型算法,结合视点相关因素,大幅度简化了大规模地形复杂场景,实现了研究区域三维地形可视化的实时绘制.运用多线程处理机制,提高了地形漫游的效率与可视化效果.实验结果表明,文中算法具有处理数据量大、效率高、效果好等特点.     

一种建筑物多分辨网格的生成及显示算法

基于顶点对迭代收缩的表面简化方法,提出一种建筑物多分辨网格的生成与显示算法.考虑建筑物自身特点,该算法改进了边界保持方法,提高了自动生成的多分辨率建筑物网格的质量,为提高实时浏览速度.该算法简化了顶点对收缩中矩阵求逆的方法,通过建立可逆简化链表记录每次视点变化时的收缩信息,有效提高了视距拉伸浏览的实时性.实验结果显示该算法有效.     

城市复杂地形的多分辨率数据表示

针对城市复杂地形的三维可视化工作,采用扩展规则网格构造地形表面特征,结合树型结构实现数据表示.论证了一种视点相关动态多分辨率地形模型简化的新算法,为实现三维场景的实时显示具有一定借鉴意义。     

一种大规模地形的实时绘制算法

提出了一种视点相关的地形连续细节层次 (LoD)模型的实时生成及绘制算法 .该算法采用一种基于四叉树的自顶向下的细分来实时生成地形连续LoD模型 .算法中 ,以屏幕误差的估算值作为细分的依据 ,并实现了基于三角形的细分 .讨论了快速裁剪、地形连续LoD模型的生成、强制分裂、三角形化等地形可视化中的关键问题 .在PⅢ 5 5 0MHz,2 5 6MBRAM ,Geoforce2 5 6的硬件平台上 ,本算法可实现对 4K× 4K个采样点地形的实时漫游 .实验表明 ,本算法具有较低的时间、空间开销 ,适于大规模地形的实时可视化     

一种融合地表特征表示的嵌套几何误差度量算法

三维地形可视化处理中的一个关键问题是选取高效合理的误差度量算法,实现地形多分辨率层次细节模型的快速建立与地形构建高度逼真两者之间的平衡。在地表特征量化的基础上,计算地形局部熵,结合视距标准给出地形节点评价函数;提出基于顶点几何嵌套误差的地形节点分辨率阈值控制方法,结合地形逼真度计算,给出一种融合地表特征表示的嵌套几何误差度量算法SFNE。实验表明,SFNE算法在实现地形模型快速构建的同时保证了模型视觉质量,相较经典算法,SFNE对地表细节表达更为逼真。     

一种基于DX9的大规模地形渲染算法的研究

大规模地形渲染在飞行模拟、基于地形的计算机游戏、地理信息系统(GIS)、虚拟旅游等很多领域有着重要应用.大规模地形的实时渲染算法一般采用视见体裁剪和视点相关的连续细节层次等技术来减少实际需要绘制的地形数据.该文使用微软DirectX 9 API,通过地形分块和正负顶点距离算法实现快速裁剪,并提出一种通过插入顶点序列来实现裂缝消除的算法,然后通过使用四叉树实现连续细节层次地形简化.实验结果表明,该算法能在当前主流微机上达到较高帧速率和较好的绘制效果.     

Terrain Rendering LOD Algorithm Based on Improved Restrictive Quadtree Segmentation and Variation Coefficient of Elevation

Aiming to deal with the difficult issues of terrain data model simplification and crack disposal, the paper proposed an improved level of detail (LOD) terrain rendering algorithm, in which a variation coefficient of elevation is introduced to express the undulation of topography. Then the coefficient is used to construct a node evaluation function in the terrain data model simplification step. Furthermore, an edge reduction strategy is combined with the improved restrictive quadtree segmentation to handle the crack problem. The experiment results demonstrated that the proposed method can reduce the amount of rendering triangles and enhance the rendering speed on the premise of ensuring the rendering effect compared with a traditional LOD algorithm.     

Hybrid Level of Detail Algorithm for Real-Time Rendering of Large-Scale Terrain

Real-ti me rendering of terrain model is one of themost difficult tasks of computer graphics,especiallywhen the scale of a terrain model is very large.LODis ani mportant techniquetoresolvethis problem.Ac-cording to the evolution,there are two kinds ofLOD:…     

基于GPU的平滑地形可视化算法

提出了一种基于GPU的平滑地形可视化算法,侧重于解决地形可视化方法面临的时间连续性和空间连续性问题。算法采用了规则地形块的批LOD可视化方法。基于平滑过渡的思想,考虑了地形块相邻层次间的过渡和相邻的不同地形块间的边界匹配关系,以地形块的区域划分为基础,为每个顶点实时分配相应的过渡权值,在地形块的绘制过程中同时完成了不同LOD层次以及不同地形块间的平滑过渡,实现了整个地形的平滑可视化。面向GPU的算法设计与实现保证了其执行效率。针对典型数据集,该算法能够以较高的帧率完成大规模地形的实时平滑漫游,避免可视化过程中的裂缝和突跳等不连续现象。     

一种视点相关的地形三维实时渲染算法

地形三维可视化过程中Hoppe包围球视区裁剪算法计算距离时,包含了大量的乘除开方运算,效率低下,对部分节点建立的包围球扩大了节点占据的空间,易造成节点误判.针对这些情况,提出了一种新的地形渲染算法.该算法首先根据视图体投影对节点进行粗略判断,然后对相交部分数据块建立节点包围球进行二次判断,避免了节点误判造成的大量分解操作,提高了三维地形实时渲染的效率.     

基于不规则三角网的分块地形网格生成算法

利用不规则三角网(TIN）拓扑灵活性,研究了一类基于TIN的分块地形网格生成算法.经典分块层次细节（LOD）程序采用基于半规则三角网（SRN）的网格生成算法,存在冗余顶点过多的缺陷.新算法基于Delaunay网格生成技术,可生成不包含任何冗余顶点的TIN.给出地形绘制算法总体框架以及基于SRN的分块地形网格生成算法,指出冗余节点的产生机理,讨论基于TIN的分块地形网格生成算法,重点研究基于Bowyer-Watson增量插点内核的Delaunay网格生成算法及其健壮性问题,同时给出三角形条带化的技术途径.实验结果表明,在典型的应用中,新算法能使简化后的分块地形网格规模降低3 成左右,这不仅减少了中间文件大小,也有利于提升后续的绘制效率.     

复杂场景中多细节层次模型生成新算法

图形渲染速度目前已成为大规模虚拟漫游场景的主要瓶颈,而降低场景复杂度是提高图形渲染速度的有效方法,目前比较常用的是细节层次(Levels of Detail,简称LOD)模型。在详细分析传统LOD模型算法的基础上,提出了模型差值信息渐增的改进思想,以避免系统的重复建模并减少了数据冗余。算法验证结果表明,改进的LOD算法可以较好的降低场景复杂度,进而提高图形渲染速度。     

基于四叉树的三维地形绘制算法

针对当前三维地形虚拟现实研究中存在的难点,参考比较国内外专家提出的多种模型算法,对其中应用最广泛的层次细节模型（LOD）改进。以四叉树结构为基础组织地形数据,采用视点参数和地形本身粗糙程度两种因素相结合构造节点评价算法,并给出算法实现及其网络扩展方案。实验结果证明,该算法在基本保持视觉效果不变的情况下,极大地提高了虚拟地形场景的绘制速度。     

基于层次块的大地形实时细节合成及渲染算法

为解决渲染真实大地形场景面临的数据获取困难问题,减轻海量地形数据存储与调度的压力,提出了基于层次块实时生成可控的地形细节,完成地形渲染的新方法。采用了层次块结构组织采样数据。给出了基于层次块生成可控细节的方法,使用块网格细分增加采样点,提出了基于Perlin噪声的可控多重分形算法计算细节,保证了生成的细节受真实采样点属性控制。采用统一的细节选择标准完成了细节合成与LOD方法集成,其结果与原始地形块共同构成了动静结合的双层自适应层次结构,实现了视相关的大地形渲染。面向GPU实现了实时合成算法。实验分析表明了该方法能够利用有限的真实地形数据实时产生与实际地形特征相近的细节,完成大地形渲染。     

复杂几何模型动态视相关的简化

基于三角形网格边折叠的思想，提出了一种新的多边形简化算法以快速生成多层次细节的LOD模型，在折叠边的代价估计中，均衡考虑了多涟形边的长度和多边形表面曲率影响，折叠边的顶点位置从折叠边的顶点中选取，既有助于保留了初始模型的形状，又减少运算量，满足实时绘制的需求。在依据视点选择适当LOD模型时，采用了项点morphing技术光滑多边形模型，减少不同层次LOD模型转化时引起的图像‘跳跃’。在算法实现中，采用增强的多边形数据结构，并用一算例证明了算法的有效性。