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基于Internet的三维实时图形引擎在三维可视化与虚拟世界领域有着广泛的应用。这些应用随互联网的发展逐渐普及后,人们对虚拟场景复杂度和真实感的要求一直不断超过网络带宽和计算机图形硬件的实时处理能力。因此迫切需要解决用户对三维场景真实感与交互性日益增长的需求和包括CPU、GPU、网络传输设备在内的计算机硬件的吞吐能力之间的矛盾,这个矛盾正是若干可视化与虚拟世界领域中的主要矛盾。所以,以软件复用为基础,构建高速、实用的基于Internet的三维实时图形引擎是可视化与虚拟世界技术中极富挑战性的课题和研究方向。
本文以基于Internet的三维实时图形引擎的四个关键组成部分为研究方向进行不同程度的详细探讨。取得的研究和实现成果如下:
1.提出了基于Internet的三维实时图形引擎的总体架构。克服了以往的图形引擎虽然能得到优秀的图形渲染质量,却很难将其部署于在B/S模式下的弊端。
2.提出了一种对地形数据网络传输优化的数据预处理方法。从流式传输的观点出发,利用三维地形数据规则采样的特点,在一定程度上克服了有限的网络带宽无法满足客户端三维场景实时绘制的需求。
3.在参考了国外大量一手资料之后,对可编程图形硬件的流水线及体系结构进行了十分深入的硬件层面剖析。此项工作在国内图形学界的同类分析中是比较全面和前沿的。
4.在研究了经典的大规模地形场景绘制加速技术后,提出了自己的改进算法,结合前三部分工作以三维数字校园系统开发为例进行了地形绘制模块的编程实现,取得了良好的交互效果。