大规模地形场景实时绘制技术研究.pdf

大连海事大学
硕士学位论文
大规模地形场景实时绘制技术研究
姓名:翟小明
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:任鸿翔
20100601
摘要大规模三维场景的可视化在虚拟现实、地理信息系统、战场仿真等领域有着广泛的应用,作为其中必不可少的一部分,大规模地形场景的实时绘制已经成为需求,对大规模地形场景的实时绘制技术进行了研究,所做的主要工作如下:本文所做工作为日后进一步完善海上搜救模拟器直升机单元的视景系统打下关键词:大规模地形场景;实时绘制;籓;建模国内外学者研究的热点之一。本文为满足海上搜救模拟器直升机单元的视景系统芯看蠊婺5匦纬【笆凳被嬷频墓丶际酢4蠊婺5匦纬【霸诨嬷剖保常需要对数据进行适当的处理,以满足实时性的要求。本文重点研究了地形数据的分块、裁剪、调度方法以及纹理数据处理相关的理论和场景模型中裂缝的消除。蠊婺5匦纬【澳P凸菇ü獭4蠊婺5匦纬【澳P偷墓菇ㄐ枰=饩龊A的地形数据和逼真的纹理数据来源问题,本文综合考虑海上模拟器中直升机单元视点较高,对地形场景的几何细节要求相对较低的情况,采用母叱数据和高清遥感图片作为构建场景的数据源,并利用构建了地形场景模型。肙三维渲染引擎实现了大规模地形场景的实时绘制。了一定的基础。中文摘要
甌甌篖琣,畁籑英文摘要..·膖—:
论文作者签名:枷、导师签名:彳盘镜骾程小刚日期:趂口年多月大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明保密口在——年解密后适用本授权书。不保密一朐谝陨戏娇蚰诖颉啊原创性声明:盔趣撞地形场基塞瞪绘制挂丕硒究::。除论文中已经注学位论文版权使用授权书方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定,即:大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》泄跗诳光盘版缱釉又旧、《中国学位论文全文数据库》泄蒲Ъ际跣畔⒀芯克等数据库中,并以电子出版物形式本人郑重声明:本论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,撰写成硕士学位论文明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名:学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于:
第滦髀研究背景及意义地形场景的绘制也可称为地形的可视化,它是一门研究数字地形模型珼南允尽⒓蚧仿真等内容的学科,属于计算机图形学的一个分支【。地形场景的绘制是大型户外模拟训练、地理信息系统约靶槟庀质攘煊颉模型大都较为简单或粗糙,不能够真实地表达现实场景。随着计算机图形学和图形硬件的快速发展,计算机的处理能力不断提高,利用计算机进行三维地形场景据量非常庞大,现有计算机的处理能力仍不能满足其实时绘制的需求。因此,实现大规模地形场景的实时绘制已经成为地形可视化领域亟待解决的一个重要问模拟器,经过二十余年的研究,大连海事大学航海模拟器的品质得到了国内外航的航海模拟器通过了罡叩燃兜娜现ぃ曛咀盼夜胶DD馄鞯难芯坎饺肓国际先进行列。年拢罅J麓笱Ш胶6抡嬗肟刂剖笛槭以诤胶DD器、D馄餮芯炕∩希醪浇ǔ闪撕I纤丫饶D馄鳎渲械闹鄙ピ如图所示。此单元能够较好地模拟直升机对海上遇难船舶、人员的救助,是海上搜救模拟器的重要组成部分。航海模拟器中模拟的船舶通常沿航道航行,视点稍高于海平面,看到的场景有限,因此航海模拟器中绘制的场景主要是沿海岸线的陆地、码头、建筑等;而海上搜救模拟器直升机单元的视点通常位于空中,可以看到大范围的陆地、港口、城市建筑等场景。因此原有的航海模拟器中的场景已经不能完全满足海上搜救模拟器的需求,很有必要对大规模场景的建模与绘制大规模地形场景实时绘制技术研究珼蚴指叱棠P环境模拟不可缺少的组成部分,目前被广泛用于战场环境仿真、三维游戏、飞行在地形可视化研究的早期,由于地形建模技术受到计算机处理能力的限制,的实时显示已经成为可能。但对于大规模地形场景,由于其地形数据量和纹理数题。从上世纪八十年代末大连海事大学航海动态仿真与控制实验室开始研制航海海院校和培训机构的高度认可,其中,年由大连海事大学为新加坡海军研制
鑣谕庋芯肯肿技术做进一步的研究。由于地形场景是大规模场景中最重要的组成部分之一,因此,本课题将对太规模地形场景的实时绘制进行深入研究。由于大规模地形场景绘制所带来的海量数据远远超过了现有计算机的实时处理能力,为简化整个场景的复杂度,减少绘制的数据量,解决显示