Terrain Rendering LOD Algorithm Based on Improved Restrictive Quadtree Segmentation and Variation Coefficient of Elevation

Aiming to deal with the difficult issues of terrain data model simplification and crack disposal,the paper proposed an improved level of detail(LOD)terrain rendering algorithm,in which a variation coefficient of elevation is introduced to express the undulation of topography.Then the coefficient is used to construct a node evaluation function in the terrain data model simplification step.Furthermore,an edge reduction strategy is combined with the improved restrictive quadtree segmentation to handle the crack problem.The experiment results demonstrated that the proposed method can reduce the amount of rendering triangles and enhance the rendering speed on the premise of ensuring the rendering effect compared with a traditional LOD algorithm.

一种四叉树地形渲染裂缝的改进消除算法

在大地形三维多分辨率显示中,针对裂缝消除问题提出了一种基于LOD(Level of Detail)控制和裂缝可视性的改进算法。证明在四叉树网格可视距离/尺寸比>3时,必然满足限制四叉树约束;基于裂缝的可见性,在预处理阶段通过区分地形上升裂缝和地形下降裂缝,为后者添加与裂缝大小一致的几何图形来生成裂缝消除补丁;在实时渲染过程中,既不需要通过CPU计算来控制网格的层次差,也不需要通过CPU来识别相邻网格层次差和消除裂缝。实验测试表明:该算法简单有效,附加网格数据比裙边算法减少约75%,且完全能够避免地形裂缝的显示。

江西南康市地形破碎区土地整理规划设计--以凤岗镇土地整理项目为例

本文在分析地形破碎区土地整理规划设计流程与方法的基础上,借助GIS技术,将地形图中等高线进行栅格化处理,后利用ArcGIS软件对数据进行Natural Neighbor插值处理,建立不规则三角网,同时对高程点文件进行操作,生成三维地形模型,对项目区地形进行模拟,并分别从开发整理适宜性评价、项目规划择优以及项目工程设计三方面进行了实证研究。研究证明,应用GIS技术构建地形破碎区三维地形模型,可为进行该类项目适宜性评价、规划方案择优、工程设计等工程内容提供客观依据,同时可以克服项目设计中传统方法存在的不足。

基于二叉树和GPU的无缝地形场景渲染方法

设计了一种基于图形处理器(GPU)的无缝地形渲染方法。该方法基于二叉树构建多层次地形网格,该网格用基于行、列号的地形模板表示。在设计过程中,将高程数据转化为适于GPU读取的高程纹理图,再通过顶点纹理提取(VTF)技术从纹理图中采样出高程值用于渲染,整个过程在GPU端完成,提升了地形数据访问效率。同时,采用实时优化自适应网格(ROAM)算法的强制拆分法,通过控制相邻地形块的等级来消除裂缝。最后,采用TriangleStrip方式进行渲染,避免了相邻三角形中顶点坐标数据的重复传递,减少了传递到GPU的数据量。用两块地形数据对算法渲染效率进行了检验,并将算法与Clipmap算法进行了帧率对比。结果表明,该算法有效解决了分块数据的裂缝问题,达到了交互式地形渲染的要求。

一种基于规则网格的地形简化算法

为了进一步研究层次细节技术在实时绘制大规模地形场景中的有效应用,提高海量数据三维地形的重建速度,基于DEM数据及视觉相关地形简化的特点,提出了一种基于网格划分的实时简化算法.该方法首先将DEM栅格数据分成以视点为中心的数据块,利用视觉相关的误差简化算法实现了DEM数据的快速动态分层与地形平滑,其次利用三角剖分方法最终消除了裂缝,对实际数据的实验结果验证了本算法的有效性.该算法能有效地对地形数据进行多分辨率简化,简化后的地形不仅保留了地形表面特征,还能满足实时漫游的需求,可以高效地消除场景漫游过程中图像的跳跃.

结合视点变换的三维地形无缝绘制算法

针对传统地形裂缝消除技术普遍存在构网速度慢,层次约束强等问题,提出了一种结合视点变换的地形无缝绘制算法。该方法首先根据精度生成LOD粗模型,然后利用纹理映射技术生成精细网格,并根据视点动态调整顶点位置以消除因层次细节过渡产生的T型裂缝。此外,通过CPU-GPU协同工作的方式,将批量构网及渲染的工作从CPU移植到GPU中,提升了整个系统的处理速度。实验结果表明,该方法可以有效消除地形裂缝,保证网格平滑过渡。

大规模多分辨率地形模型简化生成方法

针对地形的四叉树简化技术 ,提出一个简单的裂缝消除算法 该算法不使用递归同样可以使四叉树满足约束条件 ,简化结果不存在T型连接 利用该算法实现了地形数据的实时显示 。

基于分块地形的混合数据结构三维公路建模

为了权衡三维公路建模中数据高精度性以及渲染高效性的矛盾,在地形分块基础上提出了一种在场景中规则网格与不规则三角网并存的混合数据结构三维公路建模方法。此方法结合规则网格与不规则三角网两种地形表示方式的优缺点,若地形子块有公路覆盖,则利用Delaunay三角网方法精细绘制,否则基于规则网格LOD(细节层次)绘制,以此来提高渲染效率。针对此混合结构产生的块间裂缝问题,提出了对低细节层次节点增点的修补方案,以及针对此方法的特点提出了基于有向线段与增量步长的地形镂空算法,实现了地形与公路的无缝融合。实验结果表明,该方案可有效适用于三维公路设计。

基于四叉树的分形地形实时动态生成算法

介绍一种结合分形算法与四叉树算法生成动态随机地形的新方法,并提出一种融合地形中点位移法及四叉树递归分割算法的实时优化算法,利用可见性剔除的简化策略和三角形扇的数据简化存储方式,解决地形绘制的裂缝、突跳问题,采用纹理混合贴图方式的渲染方法实现该层次细节模型的地形渲染。通过对该算法的实现和优化,在保证一定地形环境的视觉真实程度前提下,减少开销,从而达到提高实时渲染速度的目的。

基于M进制小波的视点相关多分辨率地形模型的简化

在地形可视化领域,DEM和正射影像是主要的数据来源,它们都可看作是表示地形信息的二维信号。多进制小波是直接对标准二进制小波的综合,广泛应用于信号处理和影像压缩处理等领域。本文首先论述了多进制小波分析的原理,提出了在不同的视线高度下,利用不同进制的小波对DEM和影像实时压缩,构建与视点相关的动态多分辨率地形模型。结果表明,该算法具有压缩比高,压缩速度快,保真性好等优点,并且解决了不同尺度地形子块间的“裂缝”问题,满足了大规模DEM和影像实时无缝漫游的要求。

基于LOD的地表特征物与地形融合建模与绘制

地形场景是创建三维虚拟环境的组成部分。地形场景建模核心问题是特征物模型与地形模型在数据层次的融合。针对基于规则网格绘制的地形与地表特征物的融合问题,提出一种通过扩展变化单元格分辨率,用精细的三角形描述特征物轮廓,结合视点相关的LOD简化技术建立地形和特征物的多分辨率模型的方法,并增加过渡区域解决因相邻单元格分辨率不一致导致的裂缝问题。实验表明,该方法的融合效果逼真,且对地形实时绘制影响较小。

大规模地形实时可视化算法

提出一种实现大规模三维地形可视化的算法。该算法主要通过地形数据分块和多线程数据动态调度技术实现海量地形数据的实时动态调度,利用四叉树结构来简化地形网格,通过引入Y型基元的方法消除边界裂缝。实验结果表明,采用该方法可以实时生成大规模地形,提高地形漫游的效率与可视化效果。

基于GeoMipMap的分形地形的动态生成算法研究

三维真实感地形的生成一直是计算机图形学领域中的焦点课题,介绍一种同时采用GeoMipMap算法与分形算法来生成动态的随机地形的新方法,提出同时结合地形中点替换法和GeoMipMap算法的实时优化算法,讨论地形生成过程中的裂缝、突跳问题和顶点数据的存储问题,利用可见性剔除的简化策略和纹理混合贴图方式的渲染方法,并给出了该层次细节模型在地形渲染中的实现方法.通过对此算法的实现和优化,在保证一定的地形渲染效果的前提下,减少开销达到了提高实时渲染速度的目的.

多进制小波和二叉树实现大规模地形的实时漫游

针对大规模地形的实时绘制是三维可视化领域中研究的热点和难点 ,提出一种视相关的、基于M(M≥ 2 )进制小波压缩和二叉树分块的优化算法 ,来构建地形多分辨率模型 该算法给出了一种依赖于地形的起伏状况、视点位置和视距的数据压缩和网格剖分的方法 ,并且解决了不同尺度结点间的“裂缝”问题 实验表明 ,该算法具有消耗内存少、建模速度快、保真性好等优点 。

一种实时视景仿真中高度场地形绘制算法

大地形的快速实时绘制对于虚拟现实、GIS、飞行模拟、游戏制作等方面的应用都有着重要意义。这方面,国内外算法主要集中在视点相关连续LOD(Level of Detail)上面。对已有算法进行了综合及改进,实现了一个简单快速的大地形绘制算法。算法中,视区剪裁采用"中点分割"的思想,结合了四又树剖分过程,提高了效率。误差控制方面,引入预处理及误差反馈的思想,并对误差进行扩散,加速了绘制同时保证了对地形细节的表现。算法对裂缝拼接也做了改进。算法运行结果良好,在普通微机上即可达到较高的帧速率和较好的绘制效果。

浅埋煤层过双沟地形开采地表裂缝发育规律

为保护黄河流域矿区生态环境,以府谷县庙哈孤矿区安山煤矿125203工作面为背景,采用数值模拟实验、相似材料模拟实验和理论分析相结合的手段,基于工作面过双沟地形开采时地表裂缝发育位置、发育形态等参数,总结出开采诱发地表裂缝发育规律。通过理论分析,建立了浅埋煤层过双沟地形开采地表裂缝发育相对位置函数T及其判别条件,讨论了双沟地形沟谷参数与地表裂缝发育相对位置之间的关系。研究表明,工作面过支沟G1时,共发育地表裂缝4条,最大裂缝宽度23cm,最大错台11cm,裂缝发育超前于工作面推进;过主沟G2时共发育地表裂缝7条,最大裂缝宽度79 cm,最大错台45 cm,裂缝发育滞后于工作面推进。裂缝发育相对位置受地质条件、沟深、坡度和沟谷跨度等因素共同影响。地表裂缝发育相对位置函数与裂缝超前(滞后)距离、裂缝宽度和错台以及单沟裂缝总条数密切相关。双沟相互影响程度与工作面推进方向有关。研究结果可为浅埋煤层沟谷下开采地表裂缝发育研究提供一定的理论依据。

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。

一种大规模地形的快速漫游算法

地形漫游在仿真、模拟、虚拟现实等领域中有着广泛应用 .大规模地形的实时漫游算法一般采用视见体裁剪和与视点相关的连续细节层次等技术来减少实际绘制的地形数据量 .通过地形分块和视见体投影三角形扫描算法实现快速裁剪 ,通过调整顶点的高度值消除裂缝 ,通过基于三角形的四叉分割实现连续细节层次地形简化 ,简化了算法实现 ,提高了算法效率 .在没有利用帧连贯性的情况下 ,算法可以在 PC机上实现较大规模地形的快速交互式漫游 .

基于改进的约束四叉树LOD全球地形实时绘制

由于大规模三维地形可视化的数据量大、组织结构复杂等特点,对大规模地形数据的分块、调度和组织已成为研究重点。传统的四叉树结构存在节点重复储存、大地形绘制效率不高、T形裂缝等问题,论文提出了一种改进的约束四叉树多细节层次绘制算法,减少了储存冗余。在全球地形实时绘制的时候,采用了改进的细节层次细分评价函数和简单的"裙边"裂缝处理方法,并且使用了四种绘制优化策略。通过实验结果可以看出,计算机储存减少,计算量降低,大地形的实时绘制效果、效率很好。对虚拟城市、数字地球的构建和应用有参考价值。

采动影响下松藻矿区近地表溶洞的变形破坏规律

针对松藻矿区地质采矿条件,从弹性力学和随机介质理论出发,导出了采动地表溶洞顶板拉裂及稳定性计算模型;建立了溶洞跨距、埋藏深度及开采移动变形之间的数学关系;分析了在松藻矿区基岩裸露条件下,浅地表溶洞受采动影响的变形破坏规律。