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.     

宏三角形的大规模地形漫游算法

提出了一种基于了"宏三角形"网格的地形漫游算法(Hyper-ROAM)。该算法可以充分利用现代GPU的硬件特点,实现大规模地形数据的实时连续细节层次渲染。通过改变该算法中的宏三角形内部复杂度,传统的ROAM算法成为了Hyper-ROAM算法的一个特例。实验证明ROAM算法并非是Hyper-ROAM算法所有特例中效率最高的一种,适当选择宏三角形的秩,可以大大提高渲染效率。     

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.     

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。     

改进的分块ROAM的地形简化生成算法

三维真实感地形的生成一直是计算机图形学领域中的焦点问题。而基于层次细节的实时优化自适应网格动态地形渲染凭借其诸多的优点在地理信息系统、虚拟现实系统、数字地球以及三维游戏等各个领域得到了广泛的运用。本文介绍了其中ROAM算法的基本原理及其特点,进一步针对实际应用提出了分块算法的改进,提出了细化边界的概念,增加了地形的真实感,提高了虚拟现实系统及三维游戏中视觉效果。     

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。     

大规模地形渲染技术的研究与实现

文章针对大规模地形渲染中显示质量和显示速度之间的矛盾问题,采用基于四叉树的LOD技术,在地形简化的评价系统中考虑距离标准与地形粗糙度基础上,增加考虑运动矢量与观察矢量以完成大规模地形的网格构造,同时结合雷达视锥体剔除法,提高渲染速率,并综合受约束的四叉树消除裂缝,实现大规模地形实时渲染.实验结果表明该系统在基本保证场景的真实性前提下,较快地实现大规模地形的渲染,取得较好的渲染效果.     

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.     

基于外存的大规模地形可视化框架

为了解决地形模型由于受内存限制而无法进行实时绘制的问题,作者提出了一个有效的基于外存的海量地形数据实时可视化框架,该框架由三层体系结构构成:管理层、调度层、自适应LOD活动地形渲染层.利用该框架进行海量地形的实时绘制,理论上可以达到绘制速度与地形规模基本无关.并给出了该框架一个实现,通过对36块具有500万个三角片的地形进行测试,平均可以达到25帧/s以上的实时绘制速率,验证了该框架的有效性.     

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.     

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     

一种基于元胞自动机的人群疏散 仿真算法研究

以安徽博物院内人群疏散问题为例,根据最小费用最大流与广度优先搜索(BFS)方法提出了一种基于元胞自动机的人群疏散仿真算法.首先,算法通过设定数值矩阵,分别对人物状态、地形状态与影响人群逃离的因素进行量化; 其次,结合最小费用最大流的思想,建立人群在复杂地形中的逃离规则; 最后,应用该算法以疏散单层和多层人群为例进行仿真,结果显示博物院1层的疏散性能弱于2层,工作人员的疏散引导可大幅缩短疏散时间(由无人引导的4 423 s降至为1 876 s).对比3种不同算法的仿真结果显示,本文算法优于传统算法,与文献[7]算法接近,但本文算法因考虑了人群疏散时的心理因素,因此本文算法更符合实际.     

结合遮挡裁减的视点相关模型简化方法

层次细节模型简化方法和裁减方法是加速三角网格绘制的两种主要方法.通常模型简化方法是同视点相联系起来,它提供了一种随着观察者视点变化而变化模型的层次细节。然而在存在大量遮挡物的场景中将导致很多被遮挡的物体在较高的细节层次绘制。为了克服这一缺点,作者提出了一种能够结合遮挡裁减的层次细节模型方法。实验结果显示本方法具有较好的视觉效果和加速性能。     

视点相关的实时多分辨率地形显示算法

多分辨率地形技术是实时绘制复杂地形的最有效的工具.在对以往各种算法进行研究的基础上,提出了一种基于二叉树的多分辨率地形优化方法,同时综合考虑视点对节点分辨率的影响;提出了适合于视点变化的节点评价函数,同时改进了裂缝的消除方法.算法对节点的层次细节给予了精确的描述并提高了执行效率.算法在绘制速率和地形真实性之间作了良好的折衷,也符合视点变化的特点,提高了地形的渲染速度,达到了实时交互的目的.     

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。     

基于限定误差界的三角网格简化

提出了以限定误差界为准则,运用顶点去除法简化三角网格的算法.首先对所有顶点按照曲率大小进行排序,形成按照降序排列的顶点集,顶点越靠后,其周围局部曲率越小.对即将去除的顶点,计算该点周围区域在该点去除前后最小包围盒高度的变化量E,以变化量E为顶点去除的限制条件.这样既可设定简化比率,又可以控制简化误差.对顶点去除后,还需对因此形成的多边形区域进行网格重建,填补空洞.实验证明,该算法可以实现简化效率和简化误差的双重控制,简化效果好.     

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。