本文關(guān)鍵詞：基于OpenMP的三維城市模型并行繪制研究　出處：《湖南科技大學(xué)》2013年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 3D城市模型 并行繪制 細(xì)節(jié)層次 模型簡化 三維渲染 多核計(jì)算

【摘要】：隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和政府對三維GIS技術(shù)戰(zhàn)略意義的高度重視以及伴隨著計(jì)算機(jī)高新技術(shù)的出現(xiàn)，使得三維GIS技術(shù)有了新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在三維城市的可視化中，海量的三維城市數(shù)據(jù)繪制計(jì)算量大、耗時(shí)長，難于保證穩(wěn)定而又流暢的用戶交互體驗(yàn)。高效、高性能三維GIS繪制技術(shù)一直是國內(nèi)外學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)。 基于以上背景，對三維城市模型數(shù)據(jù)的組織方法和多細(xì)節(jié)層次模型的深入分析，在多核計(jì)算和并行程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用三維場景數(shù)據(jù)的可并行性和OpenMP并行開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)了多核三維場景并行繪制模型，場景數(shù)據(jù)的劃分和調(diào)度策略。充分利用計(jì)算機(jī)的多核計(jì)算資源，通過派生出多個(gè)同步線程對三維場景非相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行并行繪制并采用OSG渲染引擎加以可視化，場景并行繪制實(shí)例驗(yàn)證多核并行繪制所帶來的計(jì)算加速比。本文的主要工作及研究成果是： 1）基于規(guī)則建模思想對同類型的地物進(jìn)行批量式建模，改善了傳統(tǒng)的三維城市建模方法勞動(dòng)密集型、效率低、周期長問題，，提高了三維城市模型的構(gòu)建效率。 2）模型簡化算法的并行優(yōu)化，本文借鑒Fork/Join并行編程思想對原串行邊折疊簡化算法進(jìn)行并行優(yōu)化生成不同細(xì)節(jié)程度三維模型數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)際精度需求調(diào)用相應(yīng)細(xì)節(jié)模型數(shù)據(jù)從而提高大規(guī)模三維城市模型的繪制效率。 3）借鑒數(shù)據(jù)并行思想，分別從任務(wù)執(zhí)行和數(shù)據(jù)兩方面分析了三維城市模型繪制的并行性，設(shè)計(jì)了OpenMP共享存儲(chǔ)架構(gòu)下三維城市模型的并行繪制模型及數(shù)據(jù)劃分和調(diào)度策略，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的加速效果。
[Abstract]:With the rapid development of geographic information industry and the government attach great importance to the strategic significance of three-dimensional GIS technology and accompanied by the emergence of high-tech computer. 3D GIS technology has new development opportunities and challenges. In the visualization of 3D cities, massive 3D urban data rendering computation is large, and it takes a long time. It is difficult to ensure a stable and smooth user interaction experience. High efficiency and high performance 3D GIS rendering technology has been a hot topic of academic research at home and abroad. Based on the above background, the method of organizing 3D urban model data and the multi-level of detail model are deeply analyzed, on the basis of multi-core computing and parallel programming. Using the parallelism of 3D scene data and OpenMP parallel development technology, this paper designs a multi-core 3D scene parallel rendering model, the partitioning and scheduling strategy of scene data, and makes full use of the multi-core computing resources of the computer. Through the derivation of multiple synchronous threads, the 3D scene non-related data is drawn in parallel, and the OSG rendering engine is used to visualize it. A scene parallel rendering example verifies the computational speedup brought by multi-core parallel rendering. The main work and research results of this paper are as follows: 1) based on the idea of rule-based modeling, batch modeling of the same type of features is carried out, which improves the labor-intensive, inefficient and long-cycle problems of the traditional three-dimensional urban modeling method. The construction efficiency of three-dimensional city model is improved. 2) parallel optimization of the model simplification algorithm, this paper uses the Fork/Join parallel programming idea for parallel optimization of the original serial edge folding simplification algorithm to generate 3D model data with different degrees of detail. In order to improve the rendering efficiency of large scale 3D urban model, the detailed model data are called according to the actual precision requirement. 3) using the idea of data parallelism for reference, the parallelism of 3D urban model rendering is analyzed from the aspects of task execution and data. The parallel rendering model, data partitioning and scheduling strategy of 3D city model under OpenMP shared storage architecture are designed, and the acceleration effect of this method is verified by experiments.
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P208

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本文編號(hào)：1430159