Geometry Clipmap算法扩展研究

Geometry Clipmap算法是一种基于GPU优化的LOD算法,在研究Geometry Clipmap算法的基础上,对该算法进行了扩展。增加了地形数据调度模块,采用地形块预读取和预卸载策略,实现对海量地形数据的内外存管理。对内存中Clipmap堆栈的数据结构进行了改进,取消了原始算法中Clipmap Pyramid部分。将Geometry Instancing技术引入渲染过程,进一步提升了渲染速度。实验表明,该算法实用有效,能够满足大规模地形可视化的实时渲染要求。

基于Clipmap的海量地形及纹理实时绘制方法

随着数据采集手段的提高,所获得的地形几何数据与纹理数据已远超出内存容量,如何对海量地形与纹理数据进行实时绘制一直是研究的热点问题,文中致力于为该问题提供解决方案。clipmap结构具有简单且利于硬件加速的特点,文中基于clipmap结构给出一种海量地形几何数据与纹理数据的绘制方法,并针对纹理数据量大的问题,给出一种基于缓冲区的纹理调度策略。实验表明,基于统一clipmap结构的地形绘制方法能较好地对海量地形数据及纹理数据进行实时绘制。

基于Clipmap的全球多分辨率地形可视化技术

利用Clipmap技术实现了全球多分辨率地形环境仿真系统。在此基础上通过对地形绘制中的视场范围、简化原则、多线程调度和裂缝消除几个重点问题进行研究和解决,提高了系统的工作效率和显示效果。最后,对Clipmap层数的使用进行了对比测试,提出了相对合理的使用方案,平衡了系统中渲染速度和视觉效果的矛盾。

基于Geometry Clipmap的地形绘制技术研究

提出一种改进的Geometry Clipmap算法,增加了地形数据调度模块,重构了节点的组织方式,并引入了渐进纹理更新技术。仿真实验表明,改进的算法显著地提高了飞行模拟系统的工作效率和显示效果。

基于Clipmap的大规模地形可视化技术研究

大面积地形渲染是创建高沉浸感室外场景的重要组成部分,其渲染效果直接影响到室外场景的真实度。大面积地形渲染具有两个关键技术,一是地形结构的生成,二是大面积影像图的渲染。本文采用Geometry clipmap结构构建地形的基本结构,地形结构跟随视点进行漫游,通过采样当前地形结构下各个顶点的高程值进行地形的渲染;同时通过C lipmap方法实现地形的纹理渲染。仿真实验表明文中方法具有较好的渲染效果和较高的实时性,可以满足视景仿真系统的需求。

基于Geometry Clipmap的大规模地形绘制算法

针对地形渲染的实时性与大规模地形数据的海量性之间的矛盾,基于Geometry Clipmap算法的基本思想,对其进行了简化和改进。在原始地形数据处理阶段,精简了原算法的数据结构,并按Clipmap格式进行存储;在绘制阶段,针对相邻层次间的裂缝问题,提出了一种删除边的方法有效地消除了裂缝。实验表明,该方法充分利用了GPU的优势,为大规模地形的实时绘制提供了解决方案。

基于Geometry Clipmap算法的大规模地形可视化研究

大规模地形可视化一直是实时计算机图形学的研究瓶颈,归因于地形数据的海量性与实时计算机图形学的实时性之间的矛盾。基于Geometry Clipmap算法提出一个扩展的大规模地形实时渲染的解决方案,在高效地利用现代图形学硬件的同时,有效地减少批次渲染的三角形面片数量。在使用合适的数据调度算法之后,使无限大小地形的实时漫游成为可能。

地形可视化中的改进Geoclipmap算法

在大地形实时绘制中,大规模的地形数据和有限的硬件数据通信带宽是限制地形绘制效率的主要原因。在Geoclipmap算法的基础上,通过使用几何场景图(GSG)组织结构提高数据外存加载效率,在mipmap棱锥生成过程中采取sinc滤波方法进行重采样,避免地形细节丢失。为减少CPU到图形处理器(GPU)的数据流量,提出一种基于层次包围球的二级视锥体裁剪技术,并将法线的生成放到GPU的片段着色器中。实验结果表明,算法保持地形真实感,并有效提高绘制效率,能满足大地形的实时渲染要求。

基于Geometry Clipmap的海洋模拟

本文提出将原本用于地形渲染的Geometry Clipmap技术应用到大规模海洋渲染上,并进行适当调整和改进,使之能更好地适用于动态的海洋场景。首先构建多细节层次的海平面二维网格,然后在相邻层网格之间进行拼接和过渡,接着使用Gerstner波合成随时间平滑移动的Displacement map,最后二维网格根据Displacement map更新网格顶点属性,得到具有动态波浪的大规模海洋场景。实验结果表明本文算法能够模拟得到很真实的海洋视觉效果,帧率可达到1720帧左右,CPU和GPU内存消耗分别为40 M和30 M。本文提出的将Geometry Clipmap技术应用于海洋渲染的方法,具有很好的真实感、实时性和低内存消耗,对大规模海洋模拟具有一定的应用价值。

基于Geometry Clipmap的三维地形可视化研究

随着数字科技的广泛应用和信息化普及的逐渐深入,实现地形的三维可视化的重要性日渐彰显。但目前的普通PC内存容量无法容纳海量的几何数据和纹理数据。为解决这个问题并提高绘制的效率,采用Geometry Clipmap算法绘制地形,充分利用GPU以提高绘制效率,通过顶点纹理获取各顶点高程值。同时,简化了三角形条带的组织方式,使用简化的视锥体裁剪方法和动态确定绘制层数方法减少需要绘制的顶点数。根据特定层结构,提出数据更新的新方法(二进制定位法)减少视点移动时各帧的数据更新量。实验结果表明,该方法使用很少的内存完成大规模地形绘制,且取得了较高的帧率,漫游流畅,保证了地形的真实感,能满足大规模地形实时可视化的要求。

正二十面体全球剖分模型的Geometry Clipmap球面绘制

地形绘制一直是图形学研究的热点问题,尤其是球面地形绘制,其在形状和数据组织方面比平面地形绘制更加复杂。在已有球面地形绘制算法的基础上,提出一种基于Geometry Clipmap的球面地形剖分与绘制方法。该方法以构建正二十面体球面网格为基础,将正二十面体划分为十个菱形区域,采用球面菱形网格的剖分,针对每个菱形区域的周边网格进行重新剖分和组合,形成一个虚拟的3×3的大菱形区域,扩大了Clipmap的活动范围,并在一定程度上解决了Clipmap的跨边界问题。实验结果表明了本文方法的可行性和有效性。

一种支持大规模多种精度地形的实时绘制算法

为加强大规模地形数据的表现能力,通常采用地形叠加或地形编辑等方法在局部地形数据上构建更高精度的细节模型.因而如何将大规模地形数据与具有高精度的细节数据进行实时融合与绘制成为一个迫切需要解决的问题.基于Geometry Clipmap方法对这一问题开展研究,给出了一种支持大规模多种精度地形的实时绘制算法.在预处理阶段,对大规模地形数据采用clipmap结构进行组织,对细节数据使用mipmap结构进行组织;在运行阶段,重点针对clipmap更新所引起的不同种精度数据间特有的"F"形空洞进行分析和处理,使用过渡带结构对空洞区域进行修补,并对修补后的顶点进行了平滑处理.实验结果表明,该方法有效解决了"F"形空洞并支持大规模地形及细节数据的实时绘制.

一种基于GPU的弹坑实时绘制方法

为解决动态地形绘制过程中高逼真性与实时性这一矛盾,提出一种基于GPU的动态地形实时绘制方法。首先基于Geometry Clipmaps算法构建地形层次结构,然后在更新过程中引入真实物理模型与过程纹理映射相结合方法,以使最终绘制的地形达到更为逼真的效果。为验证该方法的有效性,模拟了炮弹在草地上爆炸形成的弹坑效果,并与基于ROAM算法绘制的弹坑效果在绘制三角形数量、平均帧速率及CPU占用率3个方面做了对比。实验结果表明,所提方法能够有效减少绘制的三角形数量,并能获得较高的帧速率及逼真度,满足动态地形绘制对于高逼真性和实时性的要求。

基于图形硬件的海量地形可视化算法

利用基于图形硬件的地形可视化算法——Geometry Clipmap算法的基本思想,结合图形硬件的最新发展情况,充分利用CUDA的并行计算能力和VBO、PBO的数据缓存能力,改进了数据预处理方式、数据缓存机制以及视景体裁切算法,通过三角形条带方式进一步提高了绘制速度,实现了海量数据的实时可视化。实验表明,改进后的Geometry Clipmap算法提高了渲染效率,并节约了系统资源。

一种基于GPU的大规模地形绘制算法

利用Geometry Clipmap算法的基本思想,对原算法进行简化与改进。在预处理阶段,对地形数据的存储方式进行简化,并采用Clipmap结构进行组织和管理;在绘制阶段,重点针对不同分辨率层次之间的裂缝问题进行分析和处理,提出了一种引入过渡带的方法有效消除了裂缝。实验表明,该方法有效提高渲染速率,并充分发挥GPU的优势,实现了大规模地形数据的实时可视化。

基于GPU加速的binLBT压缩解压算法

地形数据的压缩/解压是大规模地形实时绘制方法的关键步骤,与绘制效率密切相关.通过对压缩/解压方法核心重叠双正交变换的分析,采用重叠双正交变换的整数提升方法将变换中的浮点数操作转换为整数操作及移位操作.使用支持图形处理单元(GPU,Graphic Processing Unit)通用计算的CUDA(Compute Unified Device Architecture)对变换过程及编码过程进行加速.针对数据超出显存容量的情况,采取数据分块的方法将数据分别载入显存进行变换与编码以完成对整体数据的处理.实验结果表明,基于GPU加速的重叠双正交变换整数提升方法的压缩算法有效提高了地形数据处理的效率,并加快了大规模地形绘制速度.

基于GPGPU的海量山地地形数据的实时绘制算法

针对山地地形海量数据的特点,基于GPU的GeometricalClipmap算法,应用简化的工作流程,结合GPGPU技术,采用了一种更为合理的高程数据组织交换模式,通过引入高程误差数据巧妙地解决不同分辨率之间的裂缝问题,并对高分辨率的遥感影像作为地形纹理的实现方法加以补充,进而实现可应用于虚拟现实系统的海量地形数据的实时可视化。

电力GIS系统的设计与实现

电力GIS是我国电网建设需要使用的关键信息技术之一,广泛应用于电网建设规划、气象、配电管理等方面。该系统的主要功能是通过建立逼真的地理环境及重要的建筑物、杆塔、变电站等三维模型,沿布重要杆塔线路以达到建立完整的电网模型并实现空间分析功能的目的。系统采用Clipmap作为大规模地形渲染技术,成功地展示了高清的地理数据、模型等。系统实现了线路、电力设备的浏览、编辑、管理和信息显示输出等功能,增强了信息的科学管理和综合分析,有效地提高了电网的管理效率。

地形渲染算法的研究

为适应大规模地形海量数据的实时可视化,出现了多种地形渲染算法,其中Mipmap算法和Clipmap算法是当今较为流行的两种,本文分别讨论了这两种算法的基本思想、数据组织和实现过程。最后,又提出了Clipmap的一种改进方法和今后的研究方向。

基于细分着色的飞行仿真地形建模方法

针对飞行仿真中大地形数据量大、细节丰富导致的渲染负载重、帧率不稳定问题,提出一种基于细分着色的地形建模方法。该方法以几何裁剪图为框架构建视点相关的多分辨率地形结构。首先,在CPU中生成若干个细分控制点并存入顶点缓存。每层几何裁剪图根据顶点缓存中的细分控制点在索引缓存中生成能够表示几何裁剪图结构框架和状态的索引点,经CPU传至GPU。其次,在GPU读取索引点后通过细分着色器生成自适应三角形面片。在渲染循环的更新阶段,仅需对几何裁剪图的变化区域进行索引点替换,可完成几何裁剪图的状态切换。最后,按照自内向外的顺序,依次对每层(最内层除外)几何裁剪图的内侧边(与下一层的共享边)进行增加细分着色控制点的操作,从而增加内侧边三角形面片,使其与内层几何裁剪图相对应,消除几何裁剪图相邻层次间因分辨率不同引起的"裂缝"现象。实验证明,该方法能充分利用显卡硬件的最新特性,在实时渲染中减少CPU向GPU传输的顶点数量,使渲染负载相对平衡,提升渲染效率和地形实时漫游的帧率稳定性,并提供一种简单有效的"裂缝"消除方法,在保证大地形细节真实程度的同时,满足飞行仿真中对大地形绘制实时性与稳定性的要求。