基于OpenGL的点云三维可视化表达

随着"数字地球"概念的出现,构建一个可视化、数字化、虚拟化、网络化的巨大系统不仅是必要的而且是可行的.以Lidar点云数据为地形数据源文件,讨论了基于OpenGL的点云三维可视化表达,以此作为剪裁Lidar点云数据的依据.对视景裁剪及四叉树组织的Lidar数据生成了三维地形场景,并实现了场景的实时漫游.     

VRML构建三维地形的拾取技术实现研究

三维地形生成是目前学术界及应用领域研究热点之一.重点研究三维地形可视化、交互式生成过程中，对地形编辑点的拾取问题.首先对比介绍了三维地形表现平台，指出了以VRML构建三维地形的优势，之后，讨论了以VRML构建三维地形的数据文件结构组织、VRML场景的拾取技术，给出了地形生成过程中对地形曲面局部点拾取并处理的实现思路及关键代码，解决了三维地形可视化交互式生成中的重要问题.最后，通过实例，给出了具体应用效果.     

水深数据约束下的声呐图像海底地形恢复方法

针对传统多波束系统和单波束系统在获得海底精细地形时的局限性,分析了高分辨率侧扫声呐图像与海底地形因素之间的关系,提出了一种利用高分辨率侧扫声呐图像恢复精细海底地形的新方法.根据侧扫声呐成像机理,构建模型获得声波在海底表面的入射强度和反射强度;基于Shape From Shading反演理论建立海底表面相对形状反演模型,并借助外部水深数据中分离出的地形高频项构建约束模型对反演结果进行约束;将外部水深数据提供的地形低频信息与约束后的反演结果叠加,实现绝对海底地形恢复.结果表明:该方法可获得相对中误差小于2%水深的海底地形恢复精度,并将测深数据分辨率提高近70倍.     

网络地形漫游的数据传输与缓存方法

为了解决网络地形漫游时的连续性问题,缓解网络数据拥塞时的数据供应压力,通过分析地形几何数据与流媒体数据在组织方式及漫游时数据预取方向的不同,结合基于GPU的绘制技术,设计了新的地形数据传输及缓存方法.该方法根据客户端处理能力及网络性能划分地块的粒度,由客户端生成多分辨率地形并缓存部分数据,降低绘制数据对网络性能的依赖.在运行时刻根据视点位置确定周围地块的传输规则,使各地块数据的传输量根据运动方向进行自适应调整,保证了漫游时绘制的连续性,大大提升了网络地形绘制的性能和效果.     

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.     

三维电子海图地形可视化技术研究

针对三维海底地形数据获取和多分辨率显示展开对三维电子海图的研究.利用加权平均法将从二维电子海图中提取的水深数据插值为规则格网数据,并采用四叉树结构对数据进行组织.为提高散乱地形数据检索效率,给出了一种散乱数据索引方法.基于细节层次思想,设计了一种四叉树节点误差评价系统,以实现地形简化和提高渲染效率.实验结果表明,在实现海底地形连续多分辨率显示的基础上,满足了细节层次思想对图形渲染的要求,并具有较高的显示速度和较好的图形效果.     

河道地形三维可视化设想

从河道地形特点和三维数据场可视化技术两方面的分析,对河道地形三维可视化的实现进行了初步探索.可视化有几个通用的步骤,要实现河流地形的可视化,需解决两个关键技术或难点,即如何简化复杂地形模型和掌握构建三维可视化的系统工具.     

海量地形三维仿真系统的设计与实现

在CTS和Vegaprime软件的基础上,建立海量地形三维仿真系统。收集中国福建省的ETM数据和数字高程模型数据,预处理后利用CTS软件生成虚拟纹理和地形格网,并进行纹理映射。在VegaPrime下引用地形格网和虚拟纹理形成三维的海量大地形场景,并基于MFC环境下实现海量大地形三维仿真系统。通过采用虚拟纹理技术、层次细节模型、大地形数据的组织、地形纹理的映射技术、大地形碰撞检测技术、大地形调度技术,解决了在大区域尺度下海量地形数据漫游的难点。     

城市地形量化技术研究

面向城市对抗仿真、虚拟城市等应用领域,研究了基于分图层栅格模型的城市地形量化技术.建立了城市地形量化模型总体结构,设计了城市地形最化数据结构,实现了对典型城市街区的量化和量化数据的组织、管理.应用结果表明,该地形量化模型改进了传统栅格模型的缺点,有效解决了城市对抗仿真中地形建模问题.     

基于虚幻4引擎的长白山虚拟现实场景地形制作

本文主要论述了虚拟现实体验平台中长白山北麓地形的数字化构建方法。首先介绍了虚拟现实体验平台和构建长白山地形的意义,然后主要从地形数据处理、地形数据导入和地形关卡划分几个方面阐述了现实地形导入虚幻4引擎的制作方法。前期对长白山景区内部地形做实地勘察,使用ARCGIS软件制作DEM图,之后将DEM图提取为高度图作为地形转换的基础;为了提升地形制作效率以及提升用户体验,把地形划分为若干小块,使用虚幻4引擎中的关卡流送功能分别加载,完成整个地形。最后针对地形精度和显示效果等问题进行了讨论。     

基于分形的三维真实感地形生成

本文在分形理论的基础上，结合中点位移算法，提出了一种生成地形的有效算法——BinSplit二叉分割算法，既做到了对地形总体地形轮廓的控制，又充分的利用分形特性表现了地形表面的丰富细节，同时实现了随机生成地形和用户输入数据生成地形的结合。最后给出了算法的软件设计实例，实现了真实感绘制。软件实现及实验结果表明，算法生成速度快，只需存储地形参数，即大大减少了数据输入，又降低了系统资源的占用。     

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。     

一种行星软着陆地形风险评估方法

提出了一种基于信息融合的行星软着陆地形风险评估方法.首先,对着陆导航相机采集的地形灰度图像和激光雷达采集的地形高程数据分别进行地形特征提取;其次,建立着陆区地形的模糊变量和隶属函数,利用模糊推理工具,完成相应的局部特征风险评估;最后,利用基于加权均值的决策级融合算法,完成最后的地形风险评估,给出着陆点分布.对三维数字地...     

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     

多波束海底地形等深线快速生成算法

为解决大数据量海底地形等深线快速生成问题,提出一种基于等深值索引序列的等深线快速生成算法.该算法通过建立深度属性和等深值索引属性的映射关系,将浮点型深度属性三角网转化为整型索引属性三角网,并在此基础上提出一种基于0/1异或的等深线走向快速判断方法进行等深线跟踪,实现等深线的快速生成.实测海底地形数据的测试结果表明,与常规算法相比,该算法具有更快的生成速度并且十分适合计算机编程实现,能够快速、准确地从大数据量数字海底地形中生成等深线.     

一种面向虚拟环境的真实感地形生成算法

给出了一种面向虚拟环境的地形生成算法模型．引入Perlin噪声作为地形高度生成器的基本模型,通过控制噪声的幅度和频率以及噪声叠加,可以生成形态各异的地形．在渲染过程中,使用了3D纹理映射技术,可以模拟随海拔高度而各异的生态景象．给出了一种地形描述脚本语言,能够以数据驱动的方式快速而方便地生成地形．实践证明,用该算法模型在普通PC平台上能够生成真实感较强的地形,并能方便地应用到虚拟现实系统中,满足实时模拟的需要．     

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.     

基于半边数据结构的逐点插入Delaunay三角剖分算法

目的 根据传统的三角剖分算法,提出一种基于半边数据结构的逐点插入Delaunay三角剖分算法,提高三角网的构网效率.方法 在逐点插入Delaunay三角剖分算法中引入半边数据结构,在半边数据结构基础上定义Dart三元组,并为Dart三元组定义一组拓扑和几何操作,实现基于半边数据结构的逐点插入Delaunay三角剖分算法.结果 结合随机生成数据,通过实验结果 比较,证明基于半边数据结构的逐点插入Delaunay三角剖分算法具有较好的执行效率,并且随着点个数的增多,这种优势越加明显.结论 半边数据结构及其拓扑和几何操作能够较好地适应Delaunay三角剖分,提高了构网效率.     

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。     

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.