视相关地形多分辨率模型在飞行仿真中的应用

对于飞行仿真中海量地形数据,现有的软硬件无法直接对其进行实时连续的绘制,采用视点相关的层次细节模型可以有效地提高实时绘制的性能.该文针对飞行仿真中大地形实时显示问题,对现有的视点相关多分辨率模型算法进行了改进,采用四叉树结构来表示地形,给出了节点的数据结构和构建四叉树的算法;提出了一种新的细节层次选择误差度量标准;实现了视点相关的连续多分辨率地形网格的简化和实时绘制.     

分布式并行绘制系统中带宽降低方法的研究

把静态与视点无关网格简化技术和动态与视点相关的网格简化技术结合起来，根据应用领域的要求，采用考虑了离散曲率边折叠算法构造的多分辨率模型，把得到的简化模型提交给与视点相关的网格简化技术处理，在基于联网PC的分布式并行绘制系统中实现模型的渐进传输并进行实时绘制；同时采用几何索引等方式来降低立即模式分布式系统的网络传输数据量，进一步缓解网络带宽压力，增强数据的实时动态交互性。     

基于连续HLOD的大规模场景快速绘制算法

大规模场景的快速绘制是虚拟现实技术重要的研究课题之一.为了加速场景的绘制,一般采用层次细节模型和可见性裁剪方法,但是现有算法在处理大规模场景时存在着局限性.本文提出了一种新的大规模场景快速绘制算法,该算法在场景层次划分的基础上,利用拓扑结构可变的网格简化方法为场景层次计算连续的分层层次细节模型（HLOD）;然后在实时绘制阶段,对场景分层层次细节模型进行视点相关的全局和局部细化,并结合快速有效的视域裁剪,从而大大加速了场景绘制速度.实验结果表明该算法是简单有效的,并且算法还可以进一步扩展到外存方式.     

一种基于视点的网格模型简化算法

在计算机图形学中,经常采用网格模型对物体和场景进行描述,而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈.因此,必须对网格模型进行简化,目前的简化算法,主要是以网格模型几何误差的最小化为准则,而忽略了模型的视觉特征.本文提出了一种基于视点的网格模型简化算法,其简化准则是视觉特征的最优化,利用视点相关,建立视点与网格精度的对应关系,对距离视点较近的部分采用较密网格,对距视点较远的部分采用稀疏网格.实验结果表明,该算法能够在保证高度真实感视觉效果的前提下,实现模型较大幅度的简化.     

复杂模型的视点依赖简化算法

为了达到在虚拟环境的漫游系统中对复杂模型进行实时绘制的目的，通常采用多层次细节模型来解决这一问题，给出一种即与视点相关又无须对原来的复杂模型进行预处理的网格简化算法，该算法采用精细(refinement)法．每次绘制前都从最粗糙的模型开始，根据视点位置、视方向和模型的每个部分产生的误差，对影响视觉效果大的部分进行细分(subdivision)，逐步产生可显示的模型，实验表明，本文提出的网格简化算法能在对视觉效果影响不大的前提下大大降低需要绘制的三角形数量。     

大型网格模型多分辨率的外存构建与交互绘制

结合多分辨率、网格排布和基于视点的绘制技术,提出一种外存多分辨率构建和绘制算法.采用适应性八叉树对模型的包围盒进行划分,自顶向下构建模型的多分辨率层次结构,较好地保持了原模型的细节分布;并对多分辨率结构中每个节点所包含的三角形片段进行网格排布优化,降低了缓存的平均失效率;在实时绘制时,采用基于视点的细节层次选择策略进行模型的细化;最后通过引入数据预取机制来隐藏磁盘I/O延时,进一步提高绘制性能.实验结果表明,该算法在绘制速度与细节保留上均优于同类MRMM算法.     

基于限制四叉树的大规模地形可视化及其实现*

论述了一种基于限制四叉树的大规模地形实时动态构网算法,实现了在模型误差控制下视点相关的多分辨网格的实时正确构网。实验证明,该方法对于实时控制大规模地形模型的细节层次,增强大规模地形模型的绘制效率是非常有效的。     

基于视点的网格模型快速简化算法

在计算机图形学中，经常采用网格模型对物体和场景进行描述，而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈。因此，必须对网格模型进行简化，目前的简化算法，主要是以网格模型几何误差的最小化为准则，而忽略了模型的视觉特征。文章提出了一种基于视点的网格模型简化算法，其简化准则是视觉特征的最优化，利用视点相关，建立视点与网格精度的对应关系，对距离视点较近的部分采用较密网格，对距视点较远的部分采用稀疏网格。实验结果表明，该算法能够在保证高度真实感视觉效果的前提下，实现模型较大幅度的简化。     

基于限制四叉树的网格递进算法

提出基于限制四叉树的不同分辨率网络模型之间的网格递进方法,实现了在模型误差控制下视点相关的多分辨网格的实时正确构网.实验证明,该方法对于实时控制大规模地形模型的细节层次,增强大规模地形模型的绘制效率是非常有效的.     

基于三角形折叠的视相关多层次细节模型

在实际应用中，需要细节层次模型来表示场景中物体的不同细节层次，并降低数据量和复杂度；同时也希望以较精细的网格来表示离视点较近的物体，而以较粗糙的网格表示离视点较远的物体，即实现视相关。基于体积误差与三角形折叠操作，研究了渐进网格(VDPM)的简化算法，对模型的几何数据进行简化预处理，实现了与视点相关的多层次细节模型。     

一种基于边折叠的LOD自动生成算法

多细节层次（LOD）是实时图形生成的一项重要技术。介绍了几种典型的多细节层次模型的自动生成算法，在此基础上提出了一种基于边折叠的多边形网格模型简化算法。实验表明，这种网格模型简化算法能在损失很少的屏幕像素误差的前提下提高图形绘制速度，是一种简单且有效的LOD自动生成算法。     

基于代价函数三角网格模型动态简化的研究

模型简化是解决复杂三维模型存储、传输、实时绘制与硬件处理能力的局限性之间矛盾的主要方法。介绍了三角网格模型简化相关技术和算法。目前基于边折叠的三角网格模型简化算法边折叠计算复杂,没有有效进行动态简化,结合Garland的二次误差度量算法和Hoppe的累进网格算法,提出了基于代价函数的三角网格模型动态简化算法。     

基于图象空间判据的地表模型加速绘制技术

在利用图形绘制实现虚拟现实的研究工作中，为了加速图形生成以保证实时的图形绘制，物体层次细节模型LoD(level of detail)的选择是其最主要的解决办法.其主要原理是根据物体对于观察者的重要性选择该物体绘制的细节.地表模型作为多边形网格模型的一种特殊几何模型，在各种虚拟现实系统中有着重要而广泛的应用.该文通过对地表模型实时生成特殊性要求的分析，提出具有焦点加权因子的基于图象空间误差的、适用于地表模型特殊性的、有效的加速简化方法.以焦点和显示面积的有效结合作为物体重要性评价尺度，有效地简化了地表模型的绘制.同时，算法结合均匀网格模型的多分辨率细节层次模型，以“块”作为地表模型大面积简化的空间单位，加速地表模型的简化操作，以实现较为复杂的地表模型的实时绘制.     

基于形状的三角形折叠简化的研究

三角网格模型需要大量的信息来记录点,边和面之间的连接关系,对于复杂模型需要大量的存储空间.所以三角网格模型的简化对于存储,处理,传输,以及实时绘制有着重要的意义.从三角形折叠算法为基础,提出了一种新的基于三角形形状的三角网格简化算法,从而避免了不规整三角形产生的“凸锐”现象.该算法以网格表面的加权为依据,对三角形面片执...     

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。     

基于多边形顶点法矢量的网格模型简化算法

在计算机图形学中，经常采用网格模型进行几何物体的描述，而网格模型的大数据量成为实时绘制的瓶颈，因此，必须对网格模型进行简化。目前的简化算法，主要是以网格模型几何误差的最小化为准则，而忽略了模型的视觉特征，为此提出了一种基于法矢量的模型简化算法，其简化准则是视觉特征的最优化。首先获取多边形顶点的平均法矢量，然后依据该法矢量确定简化门限。实验结果表明，当地景模型简化至95.4%时，仍然保持了令人满意的图象质量。该算法能够在保证高度真实感视觉效果的前提下，实现模型较大幅度的简化。     

Efficient implementation of real-time view-dependent multiresolution meshing

In this paper, we present an efficient (topology preserving) multiresolution meshing framework for interactive level-of-detail (LOD) generation and rendering of large triangle meshes. More specifically, the presented approach, called FastMesh, provides view-dependent LOD generation and real-time mesh simplification that minimizes visual artifacts. Multiresolution triangle mesh representations are an important tool for reducing triangle mesh complexity in interactive rendering environments. Ideally, for interactive visualization, a triangle mesh is simplified to the maximal tolerated visible error and, thus, mesh simplification is view-dependent. This paper introduces an efficient hierarchical multiresolution triangulation framework based on a half-edge triangle mesh data structure and presents optimized implementations of several view-dependent or visual mesh simplification heuristics within that framework. Despite being optimized for performance, these error heuristics provide conservative error bounds. The presented framework is highly efficient both in space and time cost and needs only a fraction of the time required for rendering to perform the error calculations and dynamic mesh updates.     

基于区域分解的并行动态LOD构建算法

面向大规模可视数据的高速绘制问题,提出了一种基于区域分解的并行动态LOD（level-of-detail,层次细节模型）构建算法。算法首先改进了传统的渐进网格方法,实现了基于二次误差测度网格简化算法的渐进网格方法;接着提出了一种基于模型包围盒的区域分解算法,实现了原始模型的自适应区域分解;在每个子区域上,并行地执行渐进网格方法,实现了模型的并行动态LOD构建。实验结果表明,该算法可生成高质量的LOD模型,具备理想的加速比和可扩放性;与串行算法相比,该算法有效地提高了算法的执行效率。     

Dynamic Terrain Visualization Based on ROAM and OGRE

Terrain Visualization is an important part of visualization systems of battlefield, and the visualization of dynamic terrain is also important for dynamic battle environment. In this paper, special attention has been paid on real-time optimally adapting meshes （ROAM） algorithm, which is a candidate for dynamic terrain, and its mesh representation, mesh continuity algorithm and error metrics are discussed. The DEXTER-ROAM algorithm is discussed and analyzed. By revising the mesh representation of ROAM, a dynamic ROAM algorithm based on partial-regular grid is established. By introducing transition region, mesh discontinuity of dynamic partial-regular grid is resolved. Error metric blocks are removed for computation complexity and culling blocks are introduced to accelerate view frustum culling. The algorithm is implemented in a 3D rendering engine called OGRE. In the end, an example of dynamic crater is given to examine the dynamic ROAM algorithm.