基于GPU的超大規(guī)模地形實(shí)時(shí)繪制技術(shù).pdf

1、地形繪制有著廣泛的運(yùn)用,室外場(chǎng)景的交互式渲染在可視化應(yīng)用中有著重要的地位,如游戲開(kāi)發(fā)、航空模擬、外景探測(cè)等。隨著繪制場(chǎng)景越來(lái)越復(fù)雜,繪制的地形也就越來(lái)越大。特別是在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)中,地形場(chǎng)景一般由幾百萬(wàn)甚至更多的三角形構(gòu)成。非常龐大的數(shù)據(jù)量,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了一般圖形硬件的實(shí)時(shí)處理能力和內(nèi)存容量;另外,圖形顯卡的繪制能力雖然有了很多的提高,但是它相對(duì)于如此龐大的三角形繪制來(lái)說(shuō),是相當(dāng)有限的。這兩點(diǎn)成為地形繪制應(yīng)用所面臨的最大挑戰(zhàn)。要想能夠?qū)崟r(shí)、交互繪

2、制,必須對(duì)大規(guī)模地形場(chǎng)景進(jìn)行簡(jiǎn)化,必須對(duì)龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的管理。為此,學(xué)者們提出了很多優(yōu)秀的算法。但是隨著新一代的顯卡繪制能力不斷增加,原有的地形算法已經(jīng)不能夠滿足用戶的需求。在過(guò)去,很多地形繪制算法都依賴于CPU,但是對(duì)于新一代的圖像顯卡來(lái)說(shuō),減少繪制三角形處理的開(kāi)銷甚至超過(guò)這些三角形被繪制的開(kāi)銷。近年來(lái),學(xué)者們不再一味追求減少繪制三角形,而是轉(zhuǎn)向如何充分利用GPU來(lái)繪制地形。
　　 本文主要涉及到地形繪制和地形的數(shù)據(jù)管理這

3、兩個(gè)方面。本文的算法是基于Geomezry clipmap算法,這個(gè)算法可以渲染大規(guī)模地形。它是由Losasso和hoppe在2004年提出的。Asirvatham和hoppe在2005年對(duì)它進(jìn)行了改進(jìn),使之能夠充分利用GPU。本人對(duì)Geometry Clipmap的clipmap的尺寸、頂點(diǎn)和索引緩沖區(qū)構(gòu)建、裂縫消除等方面,進(jìn)行了改進(jìn)。在地形數(shù)據(jù)管理方面,使用了預(yù)調(diào)度算法、多線程調(diào)度模式進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)度。為了降低CPU的帶寬,本文把地形劃