基于ROAM算法的动态地形可视化研究

地形可视化是战场环境可视化仿真系统的重要组成部分,动态地形可视化是动态战场环境可视化仿真的重要内容.介绍了现有的地形可视化算法及其思想,包括几种主流的多分辨率实时地形可视化算法.重点分析了ROAM算法的网格表示方法、网格连续性算法和误差度量方法.在现有的实时静态多分辨率算法中,ROAM算法是最易于扩展为实时动态多分辨率算法的算法.分析了动态ROAM算法[1]的思想,通过改进静态ROAM算法的网格表示,建立了一种适用于动态地形ROAM算法的半规则网格;通过引入过渡区,解决了动态半规则网格的连续性问题;建立了基于ROAM的动态地形可视化算法.最后通过一个动态壕沟的实例验证了算法的可行性.     

动态地形可视化算法－IDTRA

动态战场地形可视化主要研究动态战场地形仿真中动态地形实时三维渲染的方法。动态战场地形仿真能够提高战场环境仿真的可信度和逼真度。在DEXTER-ROAM算法的基础上提出了一种改进的动态地形ROAM算法－IDTRA,IDTRA把视景剔除阶段分两步来执行：第一步使用地形块进行粗剔除,第二步使用菱形进行细剔除。针对目前动态地形可视化实现方法的不足,基于OGRE渲染引擎设计了支持三维战场可视化的演示系统。最后通过炸弹攻击坦克分队的过程演示了动态弹坑的可视化,验证了算法的可行性。结果表明IDTRA算法,在显示速度和效果方面都能够满足动态战场地形可视化的要求。     

动态地形可视化算法研究

文章分析了现有的静态地形的多分辨算法,选择ROAM(Real_TimeOptimallyAdaptingMeshes)算法作为研究动态地形可视化的基础算法;给出了动态地形可视化算法,并用实验数据证明该文的算法是可行而且有效的。     

ROAM算法及其在地形可视化中的应用

三维地形可视化是GIS、计算机仿真、虚拟现实等领域中的关键技术之一,而基于多层次细节的实时优化自适应网格动态地形渲染算法（ROAM）凭借其简单性和可扩展性成为解决海量高程数据地形可视化的常用方法。本文详细介绍了ROAM算法的原理及其特点,进而针对实际应用提出对算法的改进,并进行了具体实现。实验结果表明,使用ROAM技术能
够真实地反映地形面貌。改进后的算法避免了ROAM对视点距离的敏感性,提高了运算速度,能够满足三维地形场景显示的应用需求。     

大规模三维地形生成算法的实施与分析

为了探讨适合于虚拟现实中大规模三维地形生成的算法,文章分析了均匀网格算法和ROAM算法的原理及其特点,基于Molehill渲染引擎采用两种不同的算法实施了地形数据的模拟与绘制。实验结果表明,由于ROAM算法可根据视点的位置动态地计算模型的细节层次,减少了每帧渲染多边形的数量,所以,提高了大规模地形数据的运算效率,适合于大规模三维地形场景的虚拟建模需求。     

大区域TM影像归一化植被指数季相归一化处理方法

针对高分辨率遥感监测植被时大范围获取影像的季相往往不一致,影响了归一化植被指数的连续性与可比性问题,借助MODIS 归一化植被指数产品,开展TM 归一化植被指数季相归一化方法研究。以福建省为例,分析不同季相MODIS 归一化植被指数之间的一次项、二次项最小二乘关系及差值关系,对比分析转换结果。结果表明,二次项关系优于其他两种效果,较好地消除归一化植被指数时相不一致问题,获得了较为满意的效果。利用MODIS 归一化植被指数构建二次项,完成福建省TM 归一化植被指数季相归一化,消除了不同景影像间的季相不一致,使在大区域范围内归一化植被指数具有空间上的可比性和一致性。     

基于格网划分的海量地形数据三维可视化

首先按照格网划分方式对研究区域进行分割，采用与视点相关的静态LOD模型，在格网块内以四叉树进行管理，根据误差以二元三角树方式进行LOD模型预处理，并采用三角形条带进行若干不同层次的LOD模型文件组织；然后按照格网块进行视景体投影裁剪，结合动态内存调用、多线程管理的数据引擎方法以及视觉光滑处理，实现了海量地形数据的三维可视化及漫游．实验结果表明，文中算法具有处理数据量无限制、效率高、效果好等特点．     

ROAM动态地形渲染算法的改进

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课题,研究了基于层次细节的实时优化自适应网格动态地形渲染算法,采用了基于地形块包围盒的可见性投影剔除技术的实时优化策略,提出了嵌套包围球方法和屏幕空间误差法相结合的优化算法来改进误差判据,以提高地形绘制的快速性,给出了该层次细节模型在地形渲染中的实现方法。实验证明,通过对实时优化自适应网格算法的实现和优化,在保证一定的地形渲染效果的前提下,减少了开销同时提高了实时渲染速度。     

高逼真动态地形实时绘制中碰撞检测的设计与实现

高逼真考虑绘制动态地形的高逼真性与实时显示的突出矛盾，结合实时优化自适应网格（ROAM）地形绘制算法与Seamus McNally对该算法误差度量的改进，提出了动态地形可视化系统框架，初步设计并实现了仿真环境中炮弹等仿真实体与地形交互的碰撞检测。实验证明了该方案的有效性与可行性。     

一种新的地物与地形的网格融合方法

三维地形可视化中重要的地物模型需要使用CAD软件（3D Studio MAX/AutoCAD（3D）/MultiGen）构建的模型数据,来逼真表示城市的精细结构、材质特征及地物的内部形态,在将其和地形网格集成的过程中,必须让地物和地形之间实现无缝融合。提出了一种新的地物和地形的融合方法：首先读取地形高度图,利用基于四叉树的LOD技术生成地形网格,其次导入三维地物模型并放置于地形网格某位置,对三维地物模型投影得到地物模型的底面网格边界框及点集,地物边界框对应的地形网格分裂,产生融合位置的地形网格边界及对应点集,根据地物网格边界和地形网格边界的这两个点集以及Delauney三角形限定条件生成三角网,实现网格融合。利用该方法实现了四叉树LOD技术生成的地形和地物的融合,最后讨论了该方法的特点及应用。     

基于ROAM的实时动态地形可视化研究

为了获得逼真的三维漫游效果,在对ROAM算法进行研究和实验的基础上,实现基于二叉树的地形模型连续多分辨率渲染;在地形数据管理上,设计一种分块策略;综合考虑地形粗糙度和视距,提出一种合理的节点评价准则;为有效地消除地形块间的裂缝,设计一种基于邻接关系的强制剖分方法。实验结果表明,该算法在保证真实感的前提下能获得较好的帧绘制速率,实现三维地形的实时漫游。     

Real-time optimal adaptation for planetary geometry and texture: 4-8 tile hierarchies

The real-time display of huge geometry and imagery databases involves view-dependent approximations, typically through the use of precomputed hierarchies that are selectively refined at runtime. A classic motivating problem is terrain visualization in which planetary databases involving billions of elevation and color values are displayed on PC graphics hardware at high frame rates. This paper introduces a new diamond data structure for the basic selective-refinement processing, which is a streamlined method of representing the well-known hierarchies of right triangles that have enjoyed much success in real-time, view-dependent terrain display. Regular-grid tiles are proposed as the payload data per diamond for both geometry and texture. The use of 4-8 grid refinement and coarsening schemes allows level-of-detail transitions that are twice as gradual as traditional quadtree-based hierarchies, as well as very high-quality low-pass filtering compared to subsampling-based hierarchies. An out-of-core storage organization is introduced based on Sierpinski indices per diamond, along with a tile preprocessing framework based on fine-to-coarse, same-level, and coarse-to-fine gathering operations. To attain optimal frame-to-frame coherence and processing-order priorities, dual split and merge queues are developed similar to the realtime optimally adapting meshes (ROAM) algorithm, as well as an adaptation of the ROAM frustum culling technique. Example applications of lake-detection and procedural terrain generation demonstrate the flexibility of the tile processing framework.     

基于LOD的大规模输电线路场景实时渲染算法优化

针对输电线路走廊大规模地形环境仿真渲染效率较低的问题,通过模拟人眼视角的特点,提出一种基于多控制因子的LOD算法。该算法在综合考虑距离、地形因素对地形网格进行简化的基础上,结合仿真场景大部分工作在漫游模式下的特点,将视点移动速度作为一个重要的控制因子放入评价函数中,优化后的算法在视角漫游状态下,可通过评价函数计算模型简化程度。对比实验表明本文算法比ROAM算法、限制四叉树算法具有更快的渲染速度。     

动态地形的实时可视化

针对动态地形可视化中的特殊需求，提出了分辨率的动态扩展技术，并给出了实时可视化动态地形的完整解决方案．该方法既消除了地表网格模型中的不连续问题，又能很好地表现地形的形变效果.     

一种视点相关的大规模地形快速实时生成算法 *

为了解决大规模地形实时漫游过程中,由于不同细节层次模型之间过渡而引起的图像跳变以及图像绘制帧率不高的问题,提出了自底向上的一次性整体构网,网格节点实时更新的建模策略。运用基于块和三角形面片的混合裁剪模式 ,结合简化的高度差投影计算方法,快速选取适合的地形节点 ;然后采用加点、删点、局部更新三种途径对 Delaunay地形三角网进行实时更新。同时在地形漫游过程中实现了对高度差投影限的自适应控制。仿真实验表明,该算法有效地避免了图像跳变现象,与同类算法相比 ,具有较高的图像绘制帧率,特别适合大规模地形的近距离     

利用可编程GPU实现大规模地形场景的高性能漫游*

对已有算法进行了综述,并针对数据动态调度、自适应网格模型的生成以及数据的组织与数据裁剪等方面进行了研究并提出改进方法,设计了一种基于GPU编程实现的大规模地形场景的实时绘制与漫游算法。利用GPU端完成地形网格更新、地形块的自动选取、高度图和纹理图采样等大部分计算工作,大大减轻了CPU端的计算负载。实验表明,该算法实现简单,内存开销较少,有效提高了地形绘制的效率,适于大规模地形场景的实时高效漫游。     

ROAM动态地形渲染算法研究

三维真实感地形的生成一直是计算机图形学领域中关注的焦点课题 ,而基于层次细节的实时优化自适应网格动态地形渲染算法凭借其诸多的优点在军事仿真、GIS系统、VR系统、数字地球以及视频游戏等各个领域得到了广泛的运用。目前三维地形渲染技术主要包括体素渲染和层次细节渲染 ,该文在比较了这两种渲染方法的优缺点后 ,论述了基于后者的实时优化自适应网格算法的优势所在 ,详尽地剖析了其算法思想 ,并给出了该算法的一个具体的实现。     

基于libMini的动态地形实时渲染算法

为了减少地形动态变化时的地形计算时间,满足动态地形实时可视化的需要,在地形渲染库libMini的基础上,依据地形动态变化的局部性特点,以及库中LOD(Level ofDetail)算法的具体实现方式,运用局部更新的思想,提出了一种动态地形实时计算和渲染算法.算法避免了在地形动态变化时进行大量重复计算,使得在地形动态变化时所需的计算量大大减少,达到实时渲染要求.实验表明,算法使得局部地形动态变化时地形计算和渲染的时间从秒级降低到毫秒级,可以满足实时渲染要求.     

一种大规模地形的高效绘制算法

大规模地形的实时可视化是仿真和虚拟地理环境系统的重要问题。文章提出了一种基于规则网格的视点相关的地形模型实时生成及绘制算法。该算法采用类似于纹理多重映射的技术,以屏幕误差作为细分的依据,通过基于地形小块的自顶向下的细分来实时生成地形连续LO D模型。在PⅣ1.7G、集成显卡、256M B RAM的硬件平台上,本算法可实现对257×257个采样点地形的实时漫游.实验表明,该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。     

基于四叉树的分形地形实时动态生成算法

介绍一种结合分形算法与四叉树算法生成动态随机地形的新方法,并提出一种融合地形中点位移法及四叉树递归分割算法的实时优化算法,利用可见性剔除的简化策略和三角形扇的数据简化存储方式,解决地形绘制的裂缝、突跳问题,采用纹理混合贴图方式的渲染方法实现该层次细节模型的地形渲染。通过对该算法的实现和优化,在保证一定地形环境的视觉真实程度前提下,减少开销,从而达到提高实时渲染速度的目的。