大規(guī)模三維地形繪制與實(shí)時(shí)漫游技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、大規(guī)模地形場(chǎng)景的顯示是地理信息系統(tǒng)、軍事仿真以及三維游戲等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可視化模塊的研究難點(diǎn)。近年來(lái)衛(wèi)星技術(shù)、遙感技術(shù)的飛速發(fā)展，三維地形的數(shù)字高程數(shù)據(jù)、紋理數(shù)據(jù)量與日俱增，依照特定的交互指令以高幀速率進(jìn)行地形動(dòng)態(tài)繪制已經(jīng)成為大規(guī)模三維地形漫游系統(tǒng)的基本要求。因此，設(shè)計(jì)一系列合理的場(chǎng)景數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理、動(dòng)態(tài)調(diào)度算法、以及場(chǎng)景管理算法成為關(guān)鍵。本論文針對(duì)上述關(guān)鍵問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)大規(guī)模三維地形場(chǎng)景漫游與交互系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了基本的三維空間漫游功能，包括

2、鍵盤漫游、鼠標(biāo)操控等。主要取得了以下研究成果：
　　1.在分析大規(guī)模場(chǎng)景渲染繪制及大規(guī)模三維地形數(shù)據(jù)組織管理方法的基礎(chǔ)上，本論文提出組織地形和紋理數(shù)據(jù)的合理分塊結(jié)構(gòu)；將單個(gè)地形分塊以基于四叉樹的金字塔層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織來(lái)充分發(fā)揮GPU的性能，提高繪制效率；
　　2.基于該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和地形數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)度思想，實(shí)現(xiàn)了一系列地形分塊與多級(jí)LOD相結(jié)合的地形實(shí)時(shí)繪制算法；
　　3.在剖析了地形粗糙度和觀察視點(diǎn)相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并

3、實(shí)現(xiàn)了一種科學(xué)、合理的地形節(jié)點(diǎn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)了基于四叉樹結(jié)構(gòu)的三角網(wǎng)剖分算法，消除了不同分辨率節(jié)點(diǎn)鄰接處的裂縫；
　　4.在研究了目前地形繪制主流方向的前提下，并結(jié)合GPU的特性，實(shí)現(xiàn)了基于GPU的三維地形繪制算法，并將這種算法應(yīng)用到實(shí)踐檢驗(yàn)，結(jié)果顯示基于GPU的地形算法能夠充分利用GPU的計(jì)算能力，大大降低了在顯存和內(nèi)存之間傳輸?shù)牡匦螖?shù)據(jù)量，有效地改善了CPU和GPU之間的并行處理能力，增加了每秒可繪制的三角形總數(shù)，提高了渲染效