【摘要】：為解決全球六邊形網(wǎng)格編碼復雜、不易分層的問題,提出一種基于菱形塊四叉樹的全球多分辨率六邊形離散網(wǎng)格實時繪制方法.首先以正20面體作為剖分基礎,將全球劃分為10個基礎菱形塊,并使之作為四叉樹根節(jié)點;然后引入一種簡化的六邊形編碼算法,借助孔徑為4的六邊形剖分方式實現(xiàn)層次間六邊形與菱形塊的快速索引,建立菱形六邊形塊的四叉樹模型;最后針對菱形塊三角化過程產(chǎn)生的裂縫問題,設計4類三角形條帶,在調(diào)度過程對裂縫進行實時縫補.實驗結(jié)果表明,該方法可在網(wǎng)格拓撲結(jié)構(gòu)基本不變的情況下,實現(xiàn)視點相關的全球離散網(wǎng)格多分辨率可視化,與相同精度的單分辨率網(wǎng)格相比,在加快渲染效率的同時能有效地降低內(nèi)存占用率.
【圖文】：

運用六邊形網(wǎng)格,需以正多面體為基礎進行剖分得到首層基礎六邊形網(wǎng)格,通過網(wǎng)格單元編碼,各層間網(wǎng)格單元的所屬關系得以快速建立;為便于網(wǎng)格的多分辨率實現(xiàn),將各網(wǎng)格按菱形塊進行劃分,在此過程中通過對各菱形塊進行唯一性編碼實現(xiàn)塊間的快速鄰近查找.為了避免不同層次六邊形網(wǎng)格間交界處的混亂及不確定問題,對原網(wǎng)格進行三角形剖分,對于由此引發(fā)的塊間裂縫問題,通過菱形塊編碼快速查找鄰近菱形塊類型并對裂縫進行修復.最后,根據(jù)六邊形單元編碼將六邊形中心點(即三角形頂點)與空間數(shù)據(jù)進行綁定,實現(xiàn)可視化.具體流程如圖1所示.圖1六邊形網(wǎng)格可視化總體流程圖2層次化六邊形網(wǎng)格構(gòu)建2.1六邊形網(wǎng)格生成與編碼本文采用孔徑為4的ISEA4H-2網(wǎng)格[18]作為研究對象,所謂孔徑就是指平面第k層網(wǎng)格單元與第k+1層網(wǎng)格單元的面積比[19],孔徑為4就意味著一個低層次的網(wǎng)格單元面積等于4個相鄰高層次網(wǎng)格單元的面積之和,這個特性與傳統(tǒng)四叉樹模型接近,因此為四叉樹算法應用于六邊形離散網(wǎng)格奠定基礎.離散網(wǎng)格系統(tǒng)大多是由正多面體剖分得到,如正四面體、正六面體等.本文六邊形離散網(wǎng)格選用如圖1所示的正20面體剖分而來,它由20個正三角形組成,其展開后效果如圖2上部所示.但是三角形具有方向不確定及對稱性差等缺陷,因此為了提高其層次化后的實用性和計算效率,將相鄰三角形兩兩合并,即將圖2上部所示相鄰的深色三角形和淺色三角形進行合并,就得到圖2下部所示的10個菱形塊(其編號從01~10),并稱之為基礎菱形塊.本文中四叉樹算法將以此作為根節(jié)點進行層次剖分.圖2正20面體平面展開圖六邊形剖分過程首先在二維展開面上執(zhí)行,每個菱形塊可分為4個正六邊形.以編號為AB的菱形塊進行說明,其剖分方式如圖3所示.將菱形塊所在空間看做具有UV坐標?

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本文編號：2557070