VRGIS城域仿真平臺的場景組織與優(yōu)化.pdf

1、目前，面向城市/區(qū)域仿真逐漸成為一個研究熱點，隨著計算機圖形學(xué)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，人們對于虛擬仿真環(huán)境的實時性、沉浸感提出了越來越高的要求，希望以更自然的方式來觀察效果更逼真、范圍更廣的虛擬場景。從理論上講，城域景觀場景的復(fù)雜性是無限的，而任何硬件單位時間內(nèi)的處理能力總是有限的。在城域景觀仿真系統(tǒng)中，需要處理的數(shù)據(jù)量龐大、模型數(shù)目多，并且可見性判定和碰撞檢測時的效率較低。因此，場景模型不同的組織和管理方式直接影響到系統(tǒng)的性能。

2、 本文參與設(shè)計并實現(xiàn)了一個面向城市/區(qū)域級的大場景、多精度等級的VRGIS(Virtual Reality Geographical Information System)虛擬現(xiàn)實仿真平臺。VRGIS是一個基于OpenGL開發(fā)的三維圖形引擎，支持由多數(shù)據(jù)源的海量數(shù)據(jù)構(gòu)建的三維場景的穩(wěn)定快速導(dǎo)航，采用組件式開發(fā)技術(shù)使VR與GIS兩大功能模塊實現(xiàn)無縫集成，具備多種自然現(xiàn)象的模擬仿真功能，具有真實感強、交互性強和仿真效果佳等優(yōu)點。VRGIS平

3、臺已通過國家軟件評測中心的質(zhì)量認證。 本文在研究現(xiàn)有各種虛擬場景組織及優(yōu)化方式的基礎(chǔ)上，引入了層次包圍盒(HBB，Hierarchical Bounding Box)的方法來組織和管理VRGIS平臺中的場景模型，使用HBB結(jié)構(gòu)來對場景結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化組織，并基于此結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了VRGIS仿真平臺中可見性剔除、LOD、碰撞檢測等功能。本文為VRGIS平臺設(shè)計的最核心部分，其中，使用人工智能的視錐體裁剪方式以及基于HBB結(jié)構(gòu)的城域景觀大塊場