【摘要】：21世紀(jì)是海洋世紀(jì)，隨著經(jīng)濟全球化和新科技革命的興起，作為應(yīng)對海洋問題有效工具之一的海洋信息技術(shù)近年來得到了飛速發(fā)展。三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其獨特的沉浸感、想象力和交互性在海洋環(huán)境與海洋生命仿真中顯示出強大的技術(shù)優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用前景。同時，發(fā)展海洋信息多維可視化，利用科學(xué)計算可視化的理論、技術(shù)與方法對海洋進行全方位直接觀察、研究和探索，是當(dāng)前我國建立“數(shù)字海洋”系統(tǒng)中急需面對的核心問題之一。海洋虛擬現(xiàn)實與可視化日益成為海洋信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域，因此專門面向海洋虛擬現(xiàn)實與可視化渲染引擎的設(shè)計與實現(xiàn)具有重要的現(xiàn)實意義。 本文針對海洋科研領(lǐng)域中的需要，設(shè)計并實現(xiàn)了專門面向海洋虛擬現(xiàn)實與多維可視化的VV-Ocean三維渲染引擎，并根據(jù)研究成果在自主研發(fā)的海洋虛擬現(xiàn)實與可視化VV-Ocean平臺中進行海洋虛擬現(xiàn)實功能模塊與多維數(shù)據(jù)可視化功能模塊的集成與應(yīng)用。論文的主要工作以及取得的研究成果如下： 1. VV-Ocean三維渲染引擎的設(shè)計與實現(xiàn) 設(shè)計一個專門面向海洋虛擬現(xiàn)實和可視化的渲染引擎，支持對三維真實場景的仿真繪制，支持對復(fù)雜多變的不同海洋數(shù)據(jù)的可視化繪制。以類型池統(tǒng)一規(guī)范管理數(shù)據(jù)，基于GPU以統(tǒng)一的可編程圖形流水線替代固定的圖形流水線，以此來最大限度的提高用戶仿真體驗與渲染效率。 2. VV-Ocean平臺中海洋虛擬現(xiàn)實功能模塊的添加 在三維渲染引擎基礎(chǔ)之上搭建海洋虛擬現(xiàn)實環(huán)境，主要包括對3DS格式建筑模型文件的渲染、骨骼動畫功能的支持，水面特效的實現(xiàn)和全球真實場景中局部水面的繪制，以及基于粒子系統(tǒng)的霧效和水下氣泡仿真功能的實現(xiàn)。 3. VV-Ocean平臺中海洋數(shù)據(jù)多維可視化模塊添加。 對海陸地形進行二維可視化，通過對DEM地形數(shù)據(jù)分層設(shè)色實現(xiàn)數(shù)字地貌暈渲圖的渲染；基于真實海平面高度異常數(shù)據(jù)實現(xiàn)全球海平面高度異�？梢暬⒎治銎渑c大洋環(huán)流之間的內(nèi)在聯(lián)系；在渲染引擎基礎(chǔ)之上實現(xiàn)其他海洋標(biāo)量場、矢量場的可視化功能。 本文實現(xiàn)了面向海洋虛擬現(xiàn)實與可視化的三維渲染引擎的設(shè)計，為自主研發(fā)的VV-Ocean海洋虛擬現(xiàn)實與可視化平臺提供底層渲染功能，并基于渲染引擎實現(xiàn)了一系列海洋虛擬現(xiàn)實與可視化的功能模塊。借助渲染引擎對三維模型數(shù)據(jù)、復(fù)雜多變的海洋數(shù)據(jù)格式的支持，實現(xiàn)了VV-Ocean平臺中虛擬現(xiàn)實模塊渲染與可視化功能模塊渲染的無縫結(jié)合，在數(shù)字海洋建設(shè)、海洋管理以及海洋使用及規(guī)范中有重要應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：P208;P7

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊新穎;龔光紅;張波;黃展鵬;;虛擬遠(yuǎn)海環(huán)境的建模與渲染技術(shù)[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2009年04期

2 楊延;張建中;何曉曦;;基于GPU編程的真實感水面模擬繪制[J];電腦知識與技術(shù);2009年13期

3 蘇奮振;杜云艷;裴相斌;楊曉梅;周成虎;;中國數(shù)字海洋構(gòu)建基準(zhǔn)與關(guān)鍵技術(shù)[J];地球信息科學(xué);2006年01期

4 何亞文;蘇奮振;杜云艷;肖如林;;海洋信息網(wǎng)格服務(wù)平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J];地球信息科學(xué)學(xué)報;2010年05期

5 邵彩玲;邵寶民;趙清偉;陳戈;;MAGIS集成方案的設(shè)計與實現(xiàn)[J];地理空間信息;2009年03期

6 王占宏;馬聰麗;兀偉;段怡紅;郭玉芳;陳駿;;關(guān)于數(shù)字正射影像圖和數(shù)字高程模型定位及起始點計算問題的說明[J];測繪標(biāo)準(zhǔn)化;2011年02期

7 韓李濤;朱慶;侯澄宇;;構(gòu)建虛擬海洋環(huán)境若干問題探討[J];海洋通報;2006年04期

8 劉金;姜曉軼;李四海;;數(shù)字海洋水體模型建立與三維可視化技術(shù)研究[J];海洋通報;2009年04期

9 馬勁松;徐壽成;賈培宏;顧國琴;;數(shù)字海洋虛擬水下數(shù)字地形實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)[J];海洋測繪;2007年03期

10 顏梅;左軍成;傅深波;陳美香;曹越男;;全球及中國海海平面變化研究進展[J];海洋環(huán)境科學(xué);2008年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 李文慶;VV-Ocean海洋環(huán)境仿真與海洋數(shù)據(jù)動態(tài)可視化系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];中國海洋大學(xué);2011年

2 李少梅;數(shù)字地貌暈渲理論與技術(shù)的研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2004年

3 李海濤;海洋環(huán)境信息集成方法研究與新一代MAGIS平臺軟件開發(fā)[D];中國海洋大學(xué);2007年

4 黃杰;海洋環(huán)境綜合數(shù)據(jù)時空建模與可視化研究[D];浙江大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 孔倩倩;基于球面渲染環(huán)境的海洋數(shù)據(jù)多維動態(tài)可視化關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國海洋大學(xué);2011年

2 李琳;三維圖形引擎設(shè)計及其光影特效的研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2009年

3 王沫;海洋底質(zhì)信息分析系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];解放軍信息工程大學(xué);2008年

4 阮復(fù)初;3D游戲引擎的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西南交通大學(xué);2010年

本文編號：2721114