虚拟地形环境仿真中的若干空间认知问题

虚拟地形环境仿真是数字地图支持下的一种新的空间认知工具。它们需要有新的认知理论和建模方法。本文从地图的空间认知、多感觉通道、人机交互技术、感觉不协调性。

虚拟地形环境中道路与地形模型融合算法研究及精度评价

以大比例尺地图构建的虚拟地形环境,由于观察视点的接近以及应用中对各种查询和分析的需要,所以要求构建的环境既能准确地表现地形特征又能使地物与地形精确融合,准确地查询出地物的属性,以满足目视及精确定位的要求。然而,实际应用中往往忽视地形与地物的密切关系,从而导致在目视比例尺条件下出现地物飘在空中或钻入地下等失真现象。为此,本文以道路为例提出了道路模型与地形模型的融合算法,同时对融合后道路与地形模型的精度进行了评估,为构建逼真的地理环境提供了基础。也为河流、岛屿、湖泊等地物与地形模型的融合提供参考。

全球虚拟地形环境中Mipmap纹理技术研究

M ipm ap纹理技术是目前解决纹理分辨率与视点距离关系的最有效途径。将M ipm ap纹理引入全球虚拟地形环境的金字塔模型中,在分析现有M ipm ap纹理生成技术不足的基础上,提出了一种新的M ipm ap纹理生成技术,并针对M ipm ap纹理以多级形式存储会使数据量增加的问题,提出了M ipm ap纹理压缩算法,以提高实时渲染中M ipm ap纹理的装载速度和创建速度,并用实验结果验证了算法的可行性。最后给出了全球金字塔模型中M ipm ap压缩纹理的存储结构。

动态LoD四叉树虚拟地形绘制

大范围虚拟地形场景的实时绘制是当前3DGIS,VR的一个研究热点问题,四叉树数据结构是大范围虚拟地形场景表示的一种有效方式。通过四叉树地形数据结构构建、四叉树节点的视景体可见性选择,实现动态LoD四叉树虚拟地形的绘制。

基于PC的虚拟地形漫游系统的实现

简要介绍了虚拟地形漫游系统的基本概念 ;从环境建模的几何建模、运动建模和模型切分等方面 ,说明了虚拟地形漫游系统的建模原理和实现过程 ;讨论了在Windows环境下使用OpenGL进行三维图形编程的基本步骤 ,并在普通微机上加以实现 。

用于大范围虚拟地形环境的动态场景管理方法

由于硬件条件的限制,超大规模的地形数据不可能在开始阶段全部载入内存进行3维场景渲染。文中提出了一种用于大范围海量地形数据3维显示的动态场景管理方法,该方法按照规则网格贴片对虚拟场景进行剖分,在漫游时根据视点参数建立可见和潜在可见缓冲区来确定当前应该调度和进行渲染的网格单元;在场景漫游时对各个规则网格单元建立具有多细节层次的四叉树,实现了对整个场景的多细节层次渲染。

虚拟地形环境中的空间认知问题初探

虚拟地形环境是一个由计算机生成的以视觉感受为主,包括听觉、触觉可感知的综合模拟系统。本文简要介绍了虚拟地形环境空间认知的相关理论,并在多感觉通道空间认知、交互性、空间认知功效影响因素等方面进行了探讨。

虚拟地形建模及运动目标实时监测的研究

随着虚拟现实技术、3S技术、网络技术的发展,地形三维可视化和目标监测等方面已成为研究的热点。该文结合开发的应用系统论述了实现地球三维可视化的建模方法,以及Internet环境下在三维虚拟地形上实现目标监测的技术。

桥梁参数化建模系统的虚拟地形及数据组织

结合桥梁参数化3维建模系统的需要,提出快速的虚拟地形生成算法.该算法利用分形理论丰富地形细节,通过四叉树存储不规则三角网,提高点在三角形的检索速度,使用稀疏控制点剖分检索到的三角形,实现桥梁模型和地形的合理叠加;通过点在三角形的查找实现视点与地形的快速碰撞检测,从而控制了视点范围;采用树状结构有效组织地形、天空球和桥梁模型等数据,最终生成以桥梁为主的逼真场景.

基于舰艇防空的威胁等效虚拟地形问题研究

对载机攻舰过程中可能遭遇的威胁及其机理、评估方法进行了分析,基于舰载雷达发现概率建立了空对舰作战威胁等效虚拟地形环境,为研究对舰攻击载机导引轨迹控制问题提供了基础。

基于遥感图像的虚拟地形仿真建模方法

传统虚拟地形建模通常采用基于人工设计的过程化生成方法,无法满足军事仿真等需要对真实环境进行还原的仿真建模任务.针对此类任务,提出了一种基于遥感图像的虚拟地形仿真建模方法,其核心是地形混合纹理生成网络(landscape blended texture generation network, LBTG-Net).该方法利用地形混合纹理生成器(blended texture generator, BTG),在风格鉴别器(style discriminator, SD)以及多级分类损失的约束下生成地形混合纹理贴图,基于该混合纹理贴图生成结果对地形环境进行程序化构建.该方法包含2个核心特点:(1)对输入遥感图像进行准确的地表覆盖类型分类,以保证对输入遥感图像环境的还原;(2)生成高质量地形混合纹理贴图,以提高虚拟地形建模质量. LBTG-Net使用Sentinel-2多光谱遥感图像数据集进行训练和验证.实验结果表明,该方法在各地表覆盖类型分类评价指标下均有良好表现,能够在准确还原输入遥感图像的环境分布的同时完成高质量虚拟地形仿真建模.

基于空间认知的虚拟地形环境构建研究

虚拟地形环境实时构建技术一直以来都是计算机图形学、虚拟现实和仿真领域研究的重点和热点。本文阐述了空间认知理论对构建虚拟地形环境的指导作用,基于空间认知基本原理,对构建视点相关虚拟地形环境中的关键技术进行了探讨。

基于静态LOD的输电线路虚拟地形渲染优化算法

针对输电线路三维可视化系统中大规模地形场景的渲染问题,提出一种基于静态LOD的虚拟地形绘制优化算法.建立输电线路廊道内地形高程数据的分块模型,将视角移动速度纳入细节层级的评价因子中,结合视点距离、地形复杂度等因素改进评价函数.通过阈值判断网格内数据点高程值的方差,选择不同的线性插值函数完成地形曲面的模拟效果.实验结果表明所提算法有效减少了运动状态下地形三角面的绘制数,具有更加流畅的虚拟场景帧数和良好的地形仿真效果.

动态LOD四叉树虚拟地形绘制

首先简单介绍四叉树的结构、C代码实现地形结构构造,实现动态LOD四叉树虚拟地形的绘制。在用四叉树方法进行LOD建模过程中,关键在于怎样对原有的数据进行四叉树分层,LOD地形绘制中要消除由于相邻的节点或块之间分辩率不一致而产生的裂缝。

基于RSG虚拟地形环境的ROAM实时绘制

三维地形绘制在地形仿真、虚拟现实、测绘等领域具有广泛的应用。在数字地球、3DGIS日趋发展的今天，大范围三维地形的实时绘制成为一种必须。大范围地形的实时绘制一般采用场景分块、可见性区域块选择和视点相关的连续多细节层次模型建立等算法。本文通过对规则格网(Regular Square Grid，RSG)数字高程模型的分块管理，实现显示区域的地形简化，在普通微机上实现了大范围地形的实时、交互式、自适应网格(Real—Timt Optimally，Adapting Meshes，ROAM)绘制。

虚拟地形环境中三维地形模型简化技术的研究

研究了虚拟地形环境中三维地形模型简化的基本问题 ,简化方法基本类型 ,重点研究了三维地形模型简化的误差度量法则和误差控制方法 ,提出了有关三维地形模型简化的基本理论方法。

基于Direct3D平台的三维虚拟地形控件开发

基于Direct3D平台的三维虚拟地形控件,是通过GDAL库接口读取GeoTIFF格式的DEM数字高程文件,自动生成地表立体模型并实时渲染,真实和直观地重现地形起伏态势,能流畅地支持各种用户交互浏览操作,还能实现地表贴图的任意更换。该控件是专门面向Direct3D平台的三维虚拟地形显示控件,作为电子沙盘的核心显示接口,可广泛应用于物探工区的踏勘、测绘、GIS、导航、调度等仿真用途。

大规模虚拟地形数据多线程异步调度算法

为了实现大规模虚拟地形环境的实时绘制,提出一种海量地形数据实时调度算法。本文算法基于传统四叉树结构对地形数据进行组织和索引。在此基础上,运用Hilbert填充曲线对数据进行存储优化。然后设计基于I/O完成端口(I/O Completion Port,IOCP)的异步机制,结合多线程技术实现了I/O操作及数据加卸载的合理运作。最后,选取单线程同步I/O算法与本文算法进行实验对比。结果表明,本文算法具有高效的数据调度性能,可以满足大规模地形实时绘制的需求。

虚拟地形环境及其可视化

随着计算机技术、可视化技术、GIS技术以及遥感技术的发展，虚拟现实技术已经应用于地形环境的表现，对于虚拟地形环境的可视化研究已经成为当前的热点。本文介绍了虚拟地形环境的概念、分类，分析比较了地图可视化与虚拟地形可视化，最后对虚拟地形环境的可视化进行了论述。

基于改进GAN的手绘特征草图虚拟地形生成方法

三维虚拟地形生成目前广泛应用于野外虚拟地理环境、数字孪生城市建设等,是实现地理元宇宙发展的重要组成部分。传统生成三维虚拟地形的方法存在生成地形真实度不够、重复地形块与网格伪影等问题。基于此,提出一种改进生成对抗网络的手绘特征草图虚拟地形生成方法。以条件生成对抗网络和pix2pix架构为参考,提出虚拟地形生成网络模型,通过改进生成器U-Net网络,增加随机噪声,替换损失函数,提高模型训练的效率及生成地形的真实性。同时,利用精度较高的黄土高原部分地区数字高程模型数据为样本,构建用于虚拟地形生成模型的地形特征数据集,提取真实地形特征开展虚拟地形生成网络训练。最后,完整构建从手绘特征草图到虚拟地形的模型推理流程。实验结果表明,利用黄土高原地形数据和改进后的虚拟地形生成模型,能够满足用户在输入手绘地形特征草图后获得符合地形特征描述、高真实感的虚拟地形,在三维地形建模与编辑方面具有良好的发展前景。