三維城市重建中基于ROAM的地形渲染.pdf

1、三維城市模型作為城市GIS的一種最直觀、現(xiàn)實(shí)感最強(qiáng)的表達(dá)形式，己開始應(yīng)用于城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等諸多領(lǐng)域。本文的工作來源于教研室三維城市項(xiàng)目的需要，項(xiàng)目中為了增加三維城市模型的真實(shí)感，需要對城市所處區(qū)域的地形進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染。但是隨著激光測距技術(shù)的不斷發(fā)展，地形模型的數(shù)據(jù)量飛速增長，給計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)渲染帶來了巨大的壓力，解決這個(gè)問題一個(gè)有效的途徑就是對大規(guī)模地形模型進(jìn)行多層次細(xì)節(jié)(LOD)渲染。因此本文結(jié)合項(xiàng)目中的具體需要，實(shí)現(xiàn)并改進(jìn)了基于RO

2、AM的實(shí)時(shí)地形渲染算法，并且重點(diǎn)針對所涉及的節(jié)點(diǎn)評價(jià)方法和二元三角樹的分裂深度進(jìn)行了研究和改進(jìn)。 在節(jié)點(diǎn)評價(jià)方法方面，深入地研究了原算法中基于屏幕空間誤差的評價(jià)方法，為了進(jìn)一步加快渲染速度，論文對節(jié)點(diǎn)評價(jià)方法進(jìn)行了簡化。利用視點(diǎn)到網(wǎng)格的距離和地形的粗糙度來確定地形需要的精細(xì)程度，實(shí)驗(yàn)表明該簡化的節(jié)點(diǎn)評價(jià)方法能夠較好地保持地形原貌并達(dá)到了項(xiàng)目的需求目標(biāo)。 在二元三角樹的分裂方面，論文加入了對其最大分裂深度的控制。二元三角樹

3、的分裂深度和算法的遞歸深度是一致的，同時(shí)其最大分裂深度還決定了地形的最大精細(xì)程度。因此通過對二元三角樹分裂深度的控制，既可以有效地控制遞歸的深度，還可以根據(jù)具體的需要控制地形的精細(xì)程度。實(shí)驗(yàn)表明對二元三角樹分裂深度的控制可以在較好地保持地形原貌的基礎(chǔ)上提高渲染效率，減輕計(jì)算機(jī)的渲染負(fù)擔(dān)。 論文介紹了數(shù)字地形模型的概念以及常用的地形實(shí)時(shí)渲染技術(shù)，討論了ROAM算法的基本思想以及具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，包括地形分塊、雙優(yōu)先級隊(duì)列優(yōu)化、節(jié)點(diǎn)評