海量城市三維模型網絡異步調度與實時渲染算法研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術，尤其是數(shù)字城市技術，在城市規(guī)劃、建筑設計、工業(yè)仿真和地理環(huán)境模擬等日常生活領域中發(fā)揮著重要作用。隨著迅猛發(fā)展和日趨完善的互聯(lián)網技術在各個領域的應用，以及虛擬現(xiàn)實行業(yè)的實際需求，網絡版數(shù)字城市系統(tǒng)已成為虛擬現(xiàn)實發(fā)展的主要方向。單機版軟件到網絡版系統(tǒng)的轉變，使得該技術的使用人群由專業(yè)技術人員擴展到大眾普通用戶。這極大促進了虛擬現(xiàn)實的發(fā)展，但同時，海量城市三維模型作為網絡虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基礎，對服務器在保存、讀取和調度海量空間數(shù)據

2、方面提出了極高的要求。
　　本論文以全球尺度的嵌套四叉樹空間索引、海量城市三維模型數(shù)據的渲染和存取效率模型為主要研究對象;以搭建適用于海量三維空間數(shù)據查詢及網絡異步調度的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)為目標;以實現(xiàn)穩(wěn)定、準確、快速地海量空間數(shù)據網絡異步調度和空間數(shù)據傳輸框架為主要研究內容;將研究成果與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)VRGIS平臺無縫集成，并采用Hadoop技術搭建分布式文件管理系統(tǒng)服務器，對城市三維模型網絡異步調度與渲染系統(tǒng)進行了設計與實現(xiàn)。論文的主

3、要工作內容以及具體研究成果如下:
　　(1)城市三維模型網絡異步調度與渲染系統(tǒng)架構設計
　　本文從該虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的網絡性和數(shù)據量大的特點出發(fā)，服務器端采用成熟的分布式文件管理系統(tǒng)存儲海量三維空間模型，使用ActiveX控件及動態(tài)鏈接庫技術，將客戶端與渲染引擎掛接，實現(xiàn)模型網絡異步調度與渲染系統(tǒng)的架構設計。
　　(2)數(shù)據在四叉樹與哈希查詢嵌套網格索引中的存儲與查詢
　　針對城市三維模型空間數(shù)據的全球范圍尺度、散落

4、分布的特點，本文使用四叉樹與哈希查詢嵌套網格索引方法，即四叉樹快速鎖定數(shù)據查詢范圍，哈希查詢直接定位空間數(shù)據存儲位置，解決海量空間數(shù)據存儲、查詢效率慢的問題，整體提高系統(tǒng)的運行性能。
　　(3)城市三維模型網絡異步調度與渲染
　　本文實現(xiàn)適合球面瀏覽的相機模式，以相機位置作為主要條件，并利用LOD技術對城市模型紋理進行層次分級與優(yōu)化，同時，由相機位置推算需進行數(shù)據交換的網格，構建單次網絡請求數(shù)據下載量與下載速度間的關系模型，