大規(guī)模地形與森林繪制系統(tǒng)及其應(yīng)用.pdf

1、大規(guī)模地形及森林繪制一直是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域應(yīng)用較多的兩個(gè)方向,而且也一直是圖形學(xué)研究領(lǐng)域的兩個(gè)熱點(diǎn)。另外,大規(guī)模地形繪制與大規(guī)模森林繪制在模型表示及繪制算法上有一定的相似性。本文對(duì)地形與森林繪制進(jìn)行了研究并在自主研發(fā)的三維實(shí)時(shí)繪制引擎中實(shí)現(xiàn)了繪制特效,開發(fā)了包含這兩個(gè)模塊的虛擬現(xiàn)實(shí)漫游應(yīng)用軟件。
　　 本文介紹了基于ROAM構(gòu)網(wǎng)算法的大規(guī)模地形繪制算法。使用高程點(diǎn)陣表示地形幾何數(shù)據(jù),并在預(yù)處理時(shí)計(jì)算高程點(diǎn)陣中每個(gè)高程點(diǎn)對(duì)應(yīng)的剖分距離

2、,即地形二叉樹中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的飽和誤差。使用紋理四叉樹保存地形的紋理信息,并在預(yù)計(jì)算時(shí)將原始地形紋理遞歸的重采樣組織為一棵紋理四叉樹。在地形繪制時(shí)首先對(duì)當(dāng)前幀地形構(gòu)網(wǎng),在構(gòu)網(wǎng)完成后對(duì)當(dāng)前三角形網(wǎng)格中的每個(gè)三角形選擇當(dāng)前視點(diǎn)誤差對(duì)應(yīng)的紋理塊。最終將地形網(wǎng)格及紋理塊送入顯卡繪制。
　　 本文提出了大規(guī)模森林場(chǎng)景的場(chǎng)景重建與并行繪制算法。在現(xiàn)有森林繪制算法及我們已提出的森林算法的基礎(chǔ)上,我們提出了繪制超過一百萬棵樹的大規(guī)模森林場(chǎng)景的繪制算

3、法,并提出了森林的動(dòng)態(tài)模擬算法。針對(duì)大規(guī)模森林場(chǎng)景,我們首先將場(chǎng)景重新組織為HLOD(Hierarchieal Level of Detail)結(jié)構(gòu)的森林場(chǎng)景四叉樹,并在繪制時(shí)使用GPU實(shí)現(xiàn)大規(guī)模森林場(chǎng)景的并行繪制。
　　 基于本文提出的大規(guī)模地形與森林繪制算法,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的三維實(shí)時(shí)繪制引擎中實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模地形與森林繪制模塊。在三維引擎SDK的基礎(chǔ)上,我們通過配置引擎與采用dll模塊化方式設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模地形與森林虛