【摘 要】
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地形可视化在三维游戏、虚拟现实及飞行训练等众多领域的应用越来越广泛。随着地形规模越来越大,细节越来越复杂,绘制算法的时间和空间连续性问题成为亟需解决的问题之一。本
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地形可视化在三维游戏、虚拟现实及飞行训练等众多领域的应用越来越广泛。随着地形规模越来越大,细节越来越复杂,绘制算法的时间和空间连续性问题成为亟需解决的问题之一。本文的研究目标为实现大规模时空连续性地形建模和实时可视化。首先,在分析了国内外地形绘制技术研究现状的基础上,选择目前应用比较广泛的多分辨率分块四叉树结构来建立地形模型。为使四叉树多分辨率地形可视化方法更符合实时性的要求,对数据进行重组织,采取双线程调度策略,缓解渲染效率与数据读取速度之间的矛盾。其次,在建立地形模型的基础上,为解决地形可视化过程中的时间和空间连续性问题,提出基于几何过渡的时空连续性一体化处理算法,实现整个地形的平滑可视化,时空连续性处理部分使用GPU顶点着色器,保证了算法的执行效率。再次,为提高地形绘制效率,从多方面对地形绘制效率进行优化,重点研究在全局范围内构建饱和四叉树包围球,自顶向下进行视域剔除;对局部绘制的规则网格进行三角形条带化处理;对结点评价函数进一步的优化,从硬件和算法角度提高大规模地形的绘制效率。最后,为验证多分辨率地形绘制算法的实时性和真实性,设计并实现了大规模时空连续性地形可视化系统。实验表明该系统可以取得较高的帧率和逼真的绘制效果,能够实现大规模地形的平滑漫游。
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