基于幾何剪切圖的地形渲染系統(tǒng).pdf

1、伴隨計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模戶(hù)外環(huán)境可視化已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。作為戶(hù)外環(huán)境的重要組成部分，數(shù)字地形可視化技術(shù)已經(jīng)在電影、互動(dòng)視頻游戲、飛行模擬等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但隨著計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代圖形硬件的能力不斷增強(qiáng)，早期研究提出的地形可視化方法中有很多已無(wú)法充分發(fā)揮現(xiàn)代圖形設(shè)備的強(qiáng)大性能，亟需改進(jìn)。
　　 本文首先對(duì)現(xiàn)有的數(shù)字地形可視化技術(shù)及系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)研和分類(lèi)，并介紹了ROAM、限制四叉樹(shù)、平鋪塊地形這三種具有代

2、表性的技術(shù)，重點(diǎn)闡述了它們的LOD策略，并且分析了其各自的優(yōu)勢(shì)和存在的不足。其次，介紹了幾何剪切圖地形渲染方法，該方法通過(guò)預(yù)先計(jì)算，將數(shù)字地形存儲(chǔ)為不同分辨率層次的網(wǎng)格，并且在渲染中通過(guò)讀取這些網(wǎng)格中特定區(qū)域的靜態(tài)數(shù)據(jù)，避免了復(fù)雜的實(shí)時(shí)計(jì)算，保證了渲染的平穩(wěn)。
　　 針對(duì)幾何剪切圖地形渲染方法的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，本文設(shè)計(jì)了一套基于該方法的數(shù)字地形可視化系統(tǒng)，重點(diǎn)針對(duì)分辨率層次尺寸選擇、分辨率層次隱藏、頂點(diǎn)緩存與索引緩存優(yōu)化、視椎體

3、剪裁等設(shè)計(jì)中的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了具體闡述。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本文進(jìn)一步闡述了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的技術(shù)細(xì)節(jié)，在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，通過(guò)采用新近的圖形學(xué)技術(shù)，將更多的計(jì)算負(fù)載從CPU中轉(zhuǎn)移到GPU中，對(duì)方法原作者的實(shí)現(xiàn)思路進(jìn)行了改進(jìn)，并在重點(diǎn)部分給出了偽代碼實(shí)現(xiàn)。
　　 最后，本文通過(guò)將實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與經(jīng)典的ROAM方法系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，分析了兩種技術(shù)各自的性能特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，幾何剪切圖方法更能發(fā)揮現(xiàn)代圖形硬件的渲染能力，在渲染速率和渲染效果上較ROAM方