發(fā)布時間：2023-05-26 20:00

　　近些年來,三維場景可視化技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于虛擬戰(zhàn)場、城市規(guī)劃、街景導航等眾多領(lǐng)域。隨著攝影測量、衛(wèi)星遙感等技術(shù)的飛速發(fā)展,三維場景中的地形數(shù)據(jù)精度越來越高,規(guī)模越來越大。但由于目前計算機硬件水平有限,這就使得如何實現(xiàn)海量地形數(shù)據(jù)的實時渲染成為難點。此外,三維場景中不僅存在地形數(shù)據(jù),還包括各種各樣的地物模型,這些模型與地形數(shù)據(jù)之間如何集成顯示也是當前三維場景可視化的另一個難點。為了解決這些問題,本文基于DirectX圖形接口研究了大規(guī)模三維場景可視化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),包括海量三維地形數(shù)據(jù)的組織與管理,數(shù)據(jù)的實時調(diào)度策略,層次細節(jié)模型中的裂縫消除和地形與地物的無縫匹配,最終實現(xiàn)了大規(guī)模三維場景的實時高效繪制。本文的主要研究內(nèi)容及研究成果如下。(1)研究了海量三維地形的數(shù)據(jù)組織與管理策略。通過對常用的數(shù)字地形的組織結(jié)構(gòu)研究分析,采用了基于規(guī)則格網(wǎng)模型的地形數(shù)據(jù)組織。研究并分析了層次細節(jié)模型的原理及常用的LOD模型簡化算法,提出一種結(jié)合CPU-GPU協(xié)同構(gòu)網(wǎng)的三維地形數(shù)據(jù)組織策略,充分利用GPU的高速并行計算能力。測試結(jié)果表明,本文提出的數(shù)據(jù)組織策略使得最終渲染的地形三角網(wǎng)可達到百萬級別,同時C...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 海量地形數(shù)據(jù)的組織管理研究現(xiàn)狀
        1.2.2 海量地形數(shù)據(jù)的渲染技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 三維地形地物集成方法研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 大規(guī)模三維地形數(shù)據(jù)的組織與管理
    2.1 數(shù)字地形的組織結(jié)構(gòu)
        2.1.1 等高線模型
        2.1.2 規(guī)則格網(wǎng)模型
        2.1.3 不規(guī)則三角網(wǎng)模型(TIN)
        2.1.4 結(jié)合規(guī)則格網(wǎng)模型的數(shù)據(jù)讀取與存儲
    2.2 地形簡化技術(shù)研究
        2.2.1 LOD技術(shù)及其模型分類
        2.2.2 地形簡化算法研究
    2.3 改進的地形簡化及網(wǎng)格構(gòu)建算法
        2.3.1 可編程渲染管線工作流程
        2.3.2 CPU-GPU結(jié)合的協(xié)同構(gòu)網(wǎng)方式
        2.3.3 紋理數(shù)據(jù)的采樣方法
        2.3.4 基于三角形的網(wǎng)格構(gòu)建算法
    2.4 測試與分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 大規(guī)模三維地形的快速渲染算法研究
    3.1 基于視點的視錐裁剪
        3.1.1 視錐裁剪的基本原理
        3.1.2 常見的包圍盒的構(gòu)建方法
        3.1.3 基于AABB包圍盒的視錐裁剪方法研究
    3.2 裂縫的產(chǎn)生及常見的裂縫處理方法
        3.2.1 裂縫的產(chǎn)生
        3.2.2 常用的裂縫處理方法
    3.3 改進的基于視點的裂縫處理方法
        3.3.1 節(jié)點評價原則
        3.3.2 基于頂點動態(tài)調(diào)整的裂縫消除方式
        3.3.3 裂縫處理的具體實現(xiàn)方法
    3.4 測試與分析
        3.4.1 裂縫消除算法測試分析
        3.4.2 不同的地形簡化算法測試分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 地物模型與地形模型的匹配方案研究
    4.1 三維地物模型的構(gòu)建
        4.1.1 三維地物模型的常用構(gòu)建方法
        4.1.2 基于二維GIS數(shù)據(jù)的地物模型方法
        4.1.3 建筑物模型數(shù)據(jù)的組織
    4.2 常用的模型匹配方法
    4.3 基于網(wǎng)格重構(gòu)的模型匹配算法
        4.3.1 網(wǎng)格匹配的主要步驟
        4.3.2 基于R樹索引確定融合區(qū)間
        4.3.3 無約束的Delaunay三角網(wǎng)重構(gòu)
        4.3.4 插入建筑物底面約束
    4.4 局部地形修正
        4.4.1 基于高斯函數(shù)的修正模型
        4.4.2 建筑物影響域范圍選擇
        4.4.3 多影響域下的修正函數(shù)
    4.5 測試與分析
        4.5.1 R樹索引測試與分析
        4.5.2 地形匹配實驗測試與分析
        4.5.3 地形與建筑物的集成精度測試與分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 大規(guī)模三維場景可視化系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 系統(tǒng)總體框架
    5.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計及實現(xiàn)
        5.2.1 數(shù)據(jù)組織管理模塊
        5.2.2 建筑物與地形數(shù)據(jù)匹配模塊
        5.2.3 場景實時渲染模塊
        5.2.4 三維場景實時交互模塊
    5.3 三維場景可視化軟件效果展示
        5.3.1 紋理映射的基本原理
        5.3.2 三維天空的模擬實現(xiàn)
        5.3.3 三維場景可視化軟件效果展示
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 研究工作總結(jié)
    6.2 存在的問題和未來的展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3823192